1、2011光伏发电技术进展和政策分析专项培训,王斯成 国家发改委能源研究所 2011年1月8日 北京,光伏发电技术和系统设计,1、光伏发电的特点 2、光伏发电系统的设计 （资源评估、系统构成、设备选型、太阳电池、逆变器、汇流箱、组串设计、发电量计算、数据采集和监控等） 3、用户侧并网的光伏系统：“净电量计量”法、单向双表计量、最大并网容量、“逆功率”和“防逆流”，德国VDE标准等； 4、特殊设计：遮挡计算、抗风计算、防雷和接地等； 5、二氧化碳减排计算 6、RetScreen软件介绍,目 录,1、光伏发电系统设计,并网光伏发电系统的设计步骤,1、在考察的基础上进行预可行性研究（RetSchree
2、n）；2、技术方案确定和设备选型（太阳电池、逆变器、监控、其它设备、运行方式等）；3、工程设计：与建筑结合、土建施工方案、抗风能力、防雷接地、电网接入系统；4、特殊设计：1) 对于BIPV和BAPV：并网方式、遮挡计算、专用BIPV组件 的安装设计、 造型和美观等;2) 对于大型光伏电站：占地计算、场地、基础、机房、围栏、 自动跟踪系统等。,5,太阳能资源评估,6,太阳辐射传输过程示意,反射,散射,吸收,直射,地面反射,7,中国气象局地面观测网日照,8,中国目前可以取得的太阳辐射资料,我国1953年开始测量太阳辐射，气象台站数量从解放初的70个发展到现在的2610个，其中气象站2300个（县级
3、气象站），气象台310个。县级气象站的主要任务是对风（台风）、气温、湿度、降雨、雪、雹、地温等参数的观测和预报，与太阳辐射相关的数据只有“日照时数”。 日照时数的测量是用感光纸记录光强大于120W/m2的时间，分辨率为10分钟。从国家气象局网站上可以查到全国122个气象台1957-2007年的辐射数据（不包括台湾、香港和澳门）。1993年以前， 全国有66个气象台有水平面太阳总辐射和散射辐射的数据，1993年以后，全国只有17个气象台有水平面太阳总辐射和散射辐射的数据。,9,布格-朗伯定律: SD= S0Fm S0 = 1350W/m2 余弦定律: ST = SDCOS Zm=1/Sin P/
4、P0Sin = SinSin+Cos Cos Cos N =23.5Sin(360*(284+N)/365)DT = Dp(1+CosZ)/2RT = Qp(1-CosZ)/2SQT = ST+DT+RT （直散分离）,10,太阳能资源的单位换算,1992年以前的太阳辐射单位：Kcal/cm2 1992年以后：MJ/m2 光伏设计用辐射单位：kWh/m21卡= 4.18焦耳，1焦耳 = 1ws甘肃武威水平面年辐射量： 6141.6MJ/m2 6141.6106/3600/1000 = 1706kWh/m2 1706kWh/m2/365 = 4.70 kWh/天甘肃武威水平面年辐射量： 147K
5、cal/cm2 1471034.1810000/3600/1000 = 1706.8kWh/m2 1706kWh/m2/365 = 4.70 kWh/天,11,太阳能资源数据 (10 年平均值 MJ/m2 (kcal/cm2),水平面上的太阳能资源 太阳电池方阵倾斜面上的太阳能资源 方阵倾斜面上的太阳辐射量由计算机辅助设计软件完成（ RetScreen）. 对于独立光伏系统：优化设计太阳电池方阵的倾角有利于增加冬天的充电电流，适当减少 夏季的充电电流，从而有效避免蓄电池的过充电和过放电，也有利于减少蓄电池的冬季储备容量，减少初投资。 对于并网光伏系统，追求全年发电量最大，倾角的选择又不相同。
6、对于聚光太阳电池，要求DNI（Direct Normal Inrradiation）的辐射数据，我们国家没有。,12,中国水平面太阳辐射分布图,13,全国平均不同发电系统的年利用小时数 Full running hrs (peak hrs) for different location,独立光伏电站效率：60-65%；Eff. of stand-along sys. 建筑并网光伏发电效率：70-75%；Eff. of BIPV & BAPV 大型并网光伏电站效率：75-80%。Eff. of LS-PV,14,光伏电站的系统构成和设备选型,大型荒漠电站设备配置和选型,太阳电池,方阵接线箱,直流
7、配电,逆变器,交流配电,数据采集、显示和通信,16,太阳电池,17,导体 绝缘体 半导体N P,F,G,P,N,N P,N- P+,I,18,太阳电池的结构,19,太阳电池、组件和方阵,20,太阳电池的I-V特性及功率曲线,I: 电流 Isc: 短路电流 Im: 最大工作电流 V: 电压 Voc: 开路电压 Vm: 最大工作电压,标准条件： AM=1.5 Q=1000W/m2 T=25C 光强 I 温度 V (-2.5mV/ C),21,太阳光强与开路电压和短路电流的关系,I: 电流 Isc: 短路电流 Im: 最大工作电流 V: 电压 Voc: 开路电压 Vm: 最大工作电压,22,温度的影
8、响,随着太阳电池温度的增加，开路电压减少，在20-100C范围，大约每升高1C每片电池的电压减少2mV；而光电流随温度的增加略有上升。总的来说，温度升高太阳电池的功率下降，典型功率温度系数为0.35%/C。也就是说，如果太阳电池温度每升高1C，则功率减少0.35%。,23,光强的影响,光强与太阳电池组件的光电流成正比，在光强由100W/m2 - 1000W/m2范围内，光电流始终随光强的增长而线性增长；而光强对光电压的影响很小，在温度固定的条件下，当光强在400W/m2 - 1000W/m2范围内变化，太阳电池组件的开路电压基本保持恒定。,24,串联回路太阳电池的热斑现象,d点，此时工作电流为
9、零，组开路电压VGd等于电池1和电池2的开路电压之和； c点，电池1和电池2都有正的功率输出； b点，此时电池1仍然工作在正功率输出，而受遮挡的电池2已经工作在短路状态，没有功率输出，但也还没有成为电池1的负载； a点，此时电池1仍然有正的功率输出，而电池2上的电压已经反向，电池2成为电池1的负载； 应当注意到，并不是仅在电池组处于短路状态才会发生“热斑效应”，从b点到a点的工作区间，电池2都处于接收功率的状态，如旁路型控制器在蓄电池充满时将通过旁路开关将太阳电池短路，此时就很容易形成热斑。,25,并联回路太阳电池的热斑现象,a点，此时电池组的工作电压为零，短路电流Isc等于电池1和电池2的短
10、路电流之和； b点，电池1和电池2都有正的功率输出； c点，此时电池1仍然工作在正功率输出，而受遮挡的电池2已经工作在开路状态，没有功率输出，但也还没有成为电池1的负载； d点，此时电池1仍然有正的功率输出，而电池2上的电流已经反向，电池2成为电池1的负载，此时电池1的功率全部加到了电池2上，如果这种状态持续时间很长或电池1的功率很大，也会在被遮挡的电池2上造成热斑损伤。 应当注意到，从c点到d点的工作区间，电池2都处于接收功率的状态。,26,防止热斑现象发生,防止热斑现象的办法就是加装旁路二极管和阻断二极管。 旁路二极管的作用是在被遮挡组件一侧提供电流通路； 阻断二极管的作用是阻断被遮挡组件
11、上的反向电流。,27,逆变器,并网逆变器的要求,逆变器转换效率 可靠性（元器件选择、保护功能） 输出电流总谐波 电子兼容技术（电磁干扰、防雷、接地、浪涌、漏电等） 最大功率点跟踪技术（MPPT） 电网锁相技术 孤岛检测和防护 并网电路拓扑结构 并网系统的群控、监控及调度技术,并网逆变器的拓扑结构 （自身带有隔离变压器）,并网逆变器的拓扑结构 （通过升压变压器并入高压电网）,太阳电池的最大功率跟踪（MPPT）,要求：快速、准确和稳定,32,孤岛现象和防护,孤岛现象： 当电网的部分线路因故障或检修而停电时，停电线路由所连的并网发电装置继续供电，并连同周围的负载构成一个自给供电的孤岛。,IEC 62
12、116 ed 1.0（2005） 光伏并网逆变器防孤岛测试方法 Testing Procedure-Islanding Prevention Measures for Power Conditioners used in grid connected photovoltaic (PV) generation systems,大型荒漠电站,关键设备和技术难点：太阳电池、逆变器、监控系统、自动跟踪、电站工程建设、电网接入系统。,超大规模光伏发电（VLS-PV),超大规模光伏发电（VLS-PV）是国际能源机构（IEA）的第8项任务（Task8），主要研究、追踪超大规模光伏发电的技术和信息，并开展国际
13、间的交流和合作。 。VLS-PV 是指10MWp以上的光伏发电系统，一般指荒漠光伏电站。,大规模光伏电站（LS-PV）技术特点,1、在输电网（发电侧）并网，电流是单方向的；没有储能系统； 2、并入中压电网（10kV，35kV，110kV); 3、不能自发自用和“净电表计量”，只能给出“上网电价”； 4、少量自用电从电网取（小于1%）（BIPV的大部分电自用）； 5、一般功率很大，1MW以上； 6、一般都是无人值守； 7、要求离负荷中心较近，就地消化； 8、一般占用荒地； 9、自动跟踪和聚光电池一般都是用在荒漠电站； 10、带有气象和运行数据自动监测系统和远程数据传输系统。,大型并网光伏电站配置
14、,大型荒漠电站设备配置和选型,太阳电池,方阵接线箱,直流配电,逆变器,交流配电,箱式变压器,数据显示和通信,光伏电站的组串设计,1、取决于逆变器的直流输入电压范围和最高允许电压； 2、取决于光伏组件的Vm和Voc； 3、取决于当地冬季白天最低温度。,电站场地整理,1、炉渣铺垫、压实,2、只对道路进行处理,3、不做任何处理,4、依势而建，没有平整。,41,Construction Phases 建设阶段(1),Earth Moving 平整土地 If necessary, use of heavy machinery 如需要，使用重型机械 No sealing/ coating needed不需
15、覆盖土地 Construction site needs storage place for equipment 施工地点需安排设备堆放场地,Geodesy, Geology, Micro Climate 测量，地质，微气候 Basics for construction drawings & scheduling 施工图的基础 Static Analyses (Wind Speed, Weight of Snow) influence material costs 静力分析（风速、雪重）影响材料成本 Part of Energy Yield Calculation产电量计算,Source:
16、Phoenix Solar,太阳电池支架,水泥地基,简单地埋,直接埋地,水泥墩,地扦固定,43,Construction Phases建设阶段(2),Ramming打桩 Deployment of environmentally friendly ramming technologies 开发了环境友好的打桩技术 Leveling off geological specialties 按地质特性调整 Ideally facilitates the exact alignment of support beams 使得桩基的对直非常方便,Source: Phoenix Solar,44,Cons
17、truction Phases建设阶段(3),Erection of Systems Installation of main beams,Erection of Systems Installation of angel-iron depending on geographical position Installation of crossbeams,Source: Phoenix Solar,电站机房,预制机房,混凝土机房,木制机房,没有机房,电缆铺设,47,Construction Phases建设阶段,Electrical-Technical Works电气连接 Constructi
18、on and installation of distribution-, transformer, and inverters安装配电箱、变压器和逆变器,Installation of Cables 敷设电缆 Preparing final installation准备最后的安装 Dig out earth cable channels开挖电缆沟 Laying of Strings & Strapping放入电缆,Source: Phoenix Solar,大型电站组串汇流箱,防雷（组串）汇流箱,大型电站组串汇流箱,大型电站组串汇流箱,？,直流保险,太阳电池的反向电流能力,一块36片电池串联
19、而成的太阳电池组件，额定工作电流为5A，其反向导通电压（即二极管的正向导通电压）为18V，所能承受的反向电流为20A（需要测定）；太阳电池组件的正向开路电压为21V，假定2块组件并联，其中1块被遮挡，在标准日照下另一块组件对其注入的反向电流大约仅有2A（需要测定），则无保护条件下可以并联的组件数量最多为10块。,太阳电池的反向电流能力（RCA）,越来越多的光伏组件供应商开始在数据清单中标注这一参数。对于小型或中型电站，这一参数没有什么意义。 大多数供应商认为 IEC 61215中 10.3节的绝缘电阻测试已经足够了，但是对于大型光伏电站来说是不够的。对于没有安装组串保险或阻断二极管的组串，RC
20、A的数值将决定组串的数量！如果安装组串保险，则使得系统变得更复杂。新标准 EN IEC 50380中 3.6.2 节明确规定组件必须标注反向电流能力（RCA）的数值。 反向电流能力的数值越高，没有保险的组串的并联数也就可以越大。当每个组串被遮挡时， 不会由于热斑而损坏。注意： 询问组件供应商，如果安装保险，应当是什么型号。,太阳电池的反向电流能力（RCA）,并联连接的组串应当有保护，即直流保险。注意： “光伏保险”的技术参数尚不存在。一般来说组串之间出现的短暂的电流属于 “缓升的短路电流”。因此，由持续电弧引起的过热/退火/接线盒和电缆的烧毁都可能发生！注意： 一般来说可以在组件供应商提供的数
21、据表上查到推荐的电流值，设法找到推荐的保险类型。例外：在不安装保险的情况下，就应当提供反向电流能力参数。对于并联组串，组串的并联数不应当超过其反向电流承受值的60%。例如：组件的反向电流能力（RCA） = 25A组件的短路电流 = 6 A组串的并联数： 4 (= RCA 100%)正确的组串数 = 3 (= RCA 72%)， 大约28%安全系数。,无锡尚德太阳电池组件说明书样本,maximum series fuse rating,IEC61730-2 “光伏组件安全性鉴定” 第二部分：试验要求,10.9 Reverse current overload Test MST 26 反向电流过载
22、试验 10.9.1 Purpose Modules contain electrically conductive material, contained in an insulating system. Under reverse current fault conditions, the tabbing and cells of the module are forced to dissipate energy as heat, prior to circuit interruption by an over-current protector installed in the syste
23、m. This test is intended to determine the acceptability of the risk of ignition or fire from this condition.,A laboratory DC power supply shall be connected to the module with positive output connected to the positive terminal of the module. The reverse tests current (Itest) shall be equal to 135 %
24、of the modules over current protection rating, as provided by the manufacturer. The test supply current should be limited to the value of Itest, and the test supply voltage shall be increased to cause the reverse current to flow through the module. The test shall be continued for 2 h, or until ultim
25、ate results are known, whichever occurs first. NOTE Concerning the maximum overcurrent protection rating, see 12.2 of IEC 61730-1.,直流配电柜,防雷和接地,59,Construction Phases建设阶段(5),Installation of Modules and Securing of Plant 安装组件和防护 Security Systems:安保系统, fences, cameras & motion detectors 栅栏、监视器、移动探头,Sou
26、rce: Phoenix Solar,60,电站围栏,电网接入系统,自动跟踪系统和聚光电池,63,不同跟踪方式全年太阳能收益对比,固定纬度角：比水平面提高14%；单轴水平跟踪：提高40%； 单轴跟踪倾纬度角：提高51%；双轴高精度跟踪：提高56%。,纬度：33.43 N， 经度：112.02 E，海拔：339米。,美国Arizona 州Phenix WBAN No.：23183气象站1961-1990的测试数据： 纬度：33.43 N，经度：112.02 W，海拔：339 米，气压：974 毫巴,自动跟踪系统分类,太阳电池方阵可以固定向南安装，可以安装成不同的向日跟踪系统。分为地平坐标系和赤道
27、坐标系。1、地平坐标跟踪系统以地平面为参照系，跟踪的是2个参数：太阳高度角（太阳射线与地平面的夹角）和太阳方位角（太阳射线在地面上的投影与正南方向的夹角）。 地平坐标跟踪分为： 方位角跟踪和全跟踪。,Sin = SinSin+Cos Cos Cos Sin = Cos Sin /Cos ,65,地平坐标示意图,赤道坐标系图示,2、赤道坐标跟踪系统以赤道平面为参照系，跟踪的是2个参数：太阳赤纬角（太阳射线与赤道平面的夹角）和太阳时角（地球自转的角度，正午为零，上午为正，下午为负）。,赤道坐标跟踪分为极轴跟踪、全跟踪和水平轴跟踪。,极轴坐标跟踪系统原理图,全跟踪,极轴跟踪,极轴跟踪的最大跟踪误差为
28、：23.5度； COS23.5 = 0.917, 仅有8.3%，全年平均误差：4%。,68,平板自动向日跟踪系统,69,极轴跟踪系统,连排极轴跟踪系统,独立极轴跟踪系统,70,固定支架和单轴自动跟踪支架的比较,自动跟踪支架,固定支架,高倍聚光太阳电池,400 X,500 X,250 X,250 X,低倍聚光太阳电池,关于数据采集和远程监测,IEEE1547规定，功率超过250kW的分布式电源必须安装监测系统，以监视DR的接入状态、有功、无功输出和连接点的电压。,数据采集和远程监测系统,工作界面,宣传界面,76,美国 Springevell 5.0MW 光伏电站网站,www.GreenW 太阳电
29、池与建筑结合后还具有最为重要的特性发电。 传统的建筑材料被太阳电池组件替代后还具有独特的光学效果。.,安装方式,on a in a sloped on a in a flat in front of cold / warm glazed sunshade sloped roof roof flat roof roof the facade facade roof,79,所需要的安装面积,Required area for PV generators with different cell types,不同朝向安装的太阳电池的发电量: 假定向南倾斜纬度角安装的太阳电池发电量为100； 其它朝向全
30、年发电量均有不同程度的减少。,80,组件的遮挡和通风,好的通风条件对于冷却太阳电池组件很重要： 温度升高将减少发电量； 组件温度取决于安装方式。,Facade integration, no ventilation Roof integration, no ventil.ation On / in facade, poor ventil. On / in facade, good ventilation On / in roof, poor ventilation On / in roof, good ventil. On roof with large gap Freestanding,应当
31、尽量避免遮挡： 对于晶体硅太阳电池，很小的遮挡就会引起很大的功率损失； 遮挡对于薄膜电池的影响要小得多。,81,并网光伏建筑的电气方案1：“上网电价”方式,特点： 1、电网公司以高电价收购PV电量； 2、用户缴纳常规低价电费； 3、PV电表接在用户电表之前（电网一侧）。,82,并网光伏建筑的电气方案2：“净电表计量”方案,特点：1、电力公司不用高价收购PV电量； 2、允许抵消用电量（自发自用）；3、PV计量电表装在用户电表之后（负载一侧）。,83,“净电表计量”三相电接线方案,逆变器,太阳电池,用户缴费的电表,计量PV电量的电表,84,数字式“防逆流”保护装置,电源 电压：交流220V单相(1
32、5%10%) 频率：50Hz 1Hz 装置额定数据 交流电流：5A 交流电压：100V 频率：50Hz 功耗： 0.5 VA相 测量精度 交流电流： 0.5% 交流电压： 0.5% 有功功率： 3% 无功功率： 3% 频率： 0.01Hz 主要功能 方向功率保护 电量计量 故障记录 保护控制信号输出：常开或常闭触点3对。 灵敏度：“逆向”电流：200mA响应时间：0.2秒,85,“金太阳工程”并网发电图解,1、电力公司只同建筑业主结算； 2、PV开发商同建筑业主结算； 3、由电力公司确定并网点和电能计量装置。,“金太阳示范工程” 技术经济分析,光伏发电在用户侧并网的一些基本概念,“上网电价”（
33、Feed-in Tariff）政策和并网方式 何谓“净电量计量法”？（Net Metering) “光电建筑”项目和“金太阳工程”执行的是什么政策？ 何谓“逆流”、“逆功率”？如何实现“逆功率保护”？,一些基本概念的澄清,89,并网光伏建筑的电气方案1：“上网电价”方式,特点： 1、电网公司以高电价收购PV电量； 2、用户缴纳常规低价电费； 3、PV电表接在用户电表之前（电网一侧）。,90,并网方案2：“净电量”方式 “Net-Metering” Model,特点： 1、不给特殊电价； 2、允许抵消电量“自发自用”； 3、PV电表接在电表负载一侧。,1、No special FIT for P
34、V； 2、Reduce power consumption from grid by PV； 3、PV connect grid at load side。,91,并网光伏建筑的电气方案2：“净电量计量”方案,特点：1、电力公司不用高价收购PV电量； 2、允许抵消用电量（自发自用）；3、PV计量电表装在用户电表之后（负载一侧）。,92,美国的“净电量计量”法,1、什么是“净电量计量”? “净电量计量”是一种付费管理模式，具有自己发电能力的用户，当多余的自发电量反向流到电力配电网（系统）时，用户能够得到费用以减少电费支出。 自己发电以减少电费支出包括2个方面： 你自己发的电替代了你原来必须付费的
35、电网的电量，以及 你自己发的电反送到电网里，从而减少了你的电费。 2、“净电量计量”是如何实现的? 如果你希望按照“净电量”法付费， 你自己的发电系统必须接到地方电网的配电系统。 无论何时，只要你自己的发电系统的电力大于你的负荷，多余的电量就会反向流过你自家的电表，并使其倒转。电表的倒转就使得每个月的电表读数减少，于是就节省了你的电费。 3、当电表倒转超过了正转又当如何? 在这样的情况下，电表的月读数将会少于上一次（收费时）电表的读数，于是你的电费帐单上会显示电力公司应当向你付费。 4、电力公司如何向你付费? 应当向你支付的费用（或多发的电量）可以结转到下个月用于抵消你的电费。作为净电量计量用
36、户，你也可以要求一年或12个月结算一次。,93,美国的“净电量计量”法,1、什么是“净电量计量”? “净电量计量”是一种简单计量发电电量和消耗电量的方式或者说是一种自己拥有可再生能源发电系统，如光伏发电系统，的商业模式。 净电量计量条件下，光伏系统产生的多余电量将推着用户计费电表倒转，用户可以将这些富余电量储存以备需要的时候使用。 这就保证了发电用户发出的所有电量都具有零售电价的价值。 2、按照联邦法案（PURPA，210节），电力用户可以使用自己的光伏系统发出的电为自己的照明和其它电器设备供电，从而抵消如果自己不发电而必须以零售电价支付给电力公司的电量。 但是如果用户发出了过剩的电量（满足了
37、自己的用电需求之外），是不允许采用“净电量计量”模式运行的，此时电力公司将以“替代成本”趸购多余电量，这个趸购电价要远远低于零售电价。超出自用的电量应当另外计量，额外的电表的费用应由用户支付。(看来，美国的电力公司在一开始也是同样的顽固) 3、“净电量计量”法简化了上述模式，即允许自发电用户在付费周期内，将某时多发的电量抵消其它时间消费的电量。换句话讲，就是用户在付费时段内支付净消耗的电量。（注：付费周期可以是月，也可以是年，在付费周期内，电表有时正转，有时反转，自己发出的总电量小于总用电量，用户按照净用电量付费。）,94,关于实施金太阳示范工程的通知 财建2009397号 2009年7月16
38、日,用户侧并网的光伏发电项目所发电量原则上自发自用 ，富余电量及并入公共电网的大型光伏发电项目所发电量均按国家核定的当地脱硫燃煤机组标杆上网电价全额收购。,自发自用：没有疑问，在负载侧并网，直接被负载消耗。 富余电量？ 电表是否可以双向计量？是否所有反向电流都属于“富余电量”？ 还是按照结算周期定义“富余电量”？,95,“金太阳工程”并网发电图解,1、电力公司只同建筑业主结算； 2、PV开发商同建筑业主结算； 3、由电力公司确定并网点和电能计量装置。,防逆流,96,“金太阳工程”并网发电计量方式,97,“金太阳工程”并网点（1）,多个建筑、多个业主，多点计量。,注: 图中黄色屋顶上的光伏板代表
39、整个并网光伏系统,含光伏组件、逆变器、隔离变压器、配电系统等。,98,“金太阳工程”并网点（2）,多个建筑、单一业主，单点计量。,注: 图中黄色屋顶上的光伏板代表整个并网光伏系统,含光伏组件、逆变器、隔离变压器、配电系统等。,99,“金太阳工程”并网点（3）,多个建筑、 单一业主， 单点计量。,注: 图中黄色屋顶上的光伏板代表整个并网光伏系统,含光伏组件、逆变器、隔离变压器、配电系统等。,关于最大接入容量,101,关于适用于“净电量”模式的可再生能源系统的规模： 所有电力公司都应该为具有可再生能源发电系统的用户发电商提供”净电量”模式的服务，即按照该州接入电网的规范允许可再生能源发电系统接入并
40、并联运行。然而所接入的可再生能源发电系统的额定容量不得超过用户发电商的进户线路的容量。 对于接入容量的限制，说明如下,一些州并没有强制限制参与“净电量”运行的可再生能源发电系统的容量。对于那些强制限制系统容量的州，限制规模小到25kW，大到80MW，然而，大部分的州将最大容量限定在2MW。,102,103,光伏发电接入配电网的容量限制（USA）,The United States does not have uniform regulations for interconnection across jurisdictions (states and utilities). In genera
41、l, small (under 2 MW) solar system interconnection rules have the following characteristics:1. A streamlined interconnection application process that ensures that the distribution circuit has no more than 15 percent of its capacity as distributed generation. 2. An inverter that complied with UL/IEEE
42、 1574 standards, which ensures “anti-islanding.“ 3. A lockable AC disconnect to allow utility personnel to lock out the generation. (Although these may no longer be required in some jurisdictions).These simple rules have worked well for the US to date, with almost no documented problems due to distr
43、ibuted generation. The 15 percent rule has been adopted at the federal level, and a leading utility (Southern California Edison) is using this rule when developing its own distribution system connected solar systems.,分布式发电系统的容量不能超过配电线路额定容量的15%。,104,按照传统经验，分布式发电系统的容量不能超过峰值负荷的15%。,关于“逆功率”和“防逆流”,106,“逆
44、功率”的概念,IEEE1547 分布式发电系统接入电网的技术标准,1、并入输电网的光伏系统类似于大型风电场和大型光伏电站，没有逆流的问题，只能向中压电网送电，也没有双向计量的问题。,2、在负载侧并网的光伏系统复杂，既有管理模式的问题也有“逆流”技术问题。,107,不同的配电网结构二次网络结构（点供电网络）,一个负荷区由多台配电变压器供电（在次级测并联）。 优点：供电可靠性高，缺点：造价高，必须防“逆流”。,有分布式发电系统的情况下必须防止误动作。,108,不同的配电网结构放射型配电网,中国绝大部分都是属于放射型配电网结构，每个供电区域由一台配电变压器供电。 优点：互不干扰，缺点：支路发生问题后
45、不能及时恢复，必须等到修复。,109,“净电表计量”三相电接线方案,逆变器,太阳电池,用户缴费的电表,计量PV电量的电表,在变压器次级并网，有放逆流功能时，不需要加装逆流计量电度表。,110,数字式“防逆流”保护装置,电源 电压：交流220V单相(15%10%) 频率：50Hz 1Hz 装置额定数据 交流电流：5A 交流电压：100V 频率：50Hz 功耗： 0.5 VA相 测量精度 交流电流： 0.5% 交流电压： 0.5% 有功功率： 3% 无功功率： 3% 频率： 0.01Hz 主要功能 方向功率保护 电量计量 故障记录 保护控制信号输出：常开或常闭触点3对。 灵敏度：“逆向”电流：20
46、0mA响应时间：0.2秒,111,“逆流”的发生 1,High voltage due to DG: High voltages may be caused by reverse power flow. Under light load for a location where the primary voltage is already high, the voltage rise can be enough to push the voltage above nominal limits. This can even happen for a small DG located on the
47、 secondary because of the voltage drop along the service drop, the secondary wiring, and the distribution transformer.,分布式发电系统引起的高电压： 反向功率流可能引起高电压。 当负载很轻的时候，此时初级电压已经很高了，这个高电压足以超过电压的上限。 当次级侧的分布式发电功率很小的时候，也有可能引起高电压，这是由于架空线路、次级线包和配电变压器上的电压降引起的。,112,“逆流”的发生 2,“Study on D-UPFC in the Clustered PV System with Grid ” Reverse power flow from the grid-connected photovoltaic (PV) systems increases the voltage of power distribution line. In the case that large numbers of residential PV systems are connected to the power grid within a small area, this situation called “clustered”.,
