Het effect van fotovoltaïsche elektriciteitsopwekking op elektriciteitskwaliteit en oplossingen

Samenvatting:Fotovoltaïsche energieopwekking, als nieuwe en vervuilingsvrije energieopwekkingsmethode, heeft de vraag naar traditionele elektriciteit aanzienlijk verminderd.voor het fotovoltaïsche elektriciteitsopwekkingssysteem dat is aangesloten op het elektriciteitsnet, vanwege zijn inherente willekeurigheid, volatiliteit en intermitterende kenmerken,en het fotovoltaïsche elektriciteitsopwekkingssysteem dat is aangesloten op het elektriciteitsnet bevat een groot aantal niet-lineaire elektronicacomponenten.In dit artikel worden de harmonische waarden geanalyseerd, en wordt een overzicht gegeven van de effecten van de fotovoltaïsche energie op de kwaliteit van het elektriciteitsnet.Spanningsschommelingen en flikkeringen, gelijkstroominspuiting, isolatie-effect en andere problemen veroorzaakt door fotovoltaïsche elektriciteitsopwekking op het elektriciteitsnet, en bestudeert en bespreekt uitvoerbare maatregelen om de elektriciteitskwaliteit te verbeteren.

0 Inleiding

Met de versnelling van het internationalisatieproces en de snelle ontwikkeling van de wereldeconomie is ook het energieverbruik toegenomen.De Commissie heeft de Commissie verzocht om een verslag uit te brengen over de maatregelen die zij heeft genomen om de ontwikkeling van de energievoorziening in de Gemeenschap te bevorderen.In de afgelopen jaren is de geïnstalleerde capaciteit van de fotovoltaïsche energieproductie steeds groter geworden.En de elektriciteit op het net is ook jaar na jaar toegenomen., maar vanwege de kenmerken van de geïnstalleerde capaciteit is deze over het algemeen klein, de opstelling van de site is relatief verspreid en de schommelingen van het uitgangsvermogen zijn groot,Het heeft ook een grote impact gehad op de energie kwaliteit van het netDaarom is het van groot belang de invloed van de fotovoltaïsche energieopwekking op de elektriciteitskwaliteit te bestuderen om de elektriciteitsopwekking en de veilige en stabiele werking van het elektriciteitsnet te bevorderen.

1 Basisbeginsel van fotovoltaïsche energieopwekking

De fotovoltaïsche energieopwekking maakt gebruik van het fotovoltaïsche effect op het oppervlak van de halfgeleider om een gelijkstroom door het licht aan beide uiteinden van het halfgeleidermateriaal te sturen.Als de zon schijnt op de halfgeleider P-N knooppunt, wordt een nieuw elektron-gatpaar gevormd, en nadat het foton het elektron uit de covalente binding exciteert, stroomt het elektron naar het N-gebied en stroomt het gat naar het P-gebied,met een potentieelverschil tussen de twee uiteinden van de halfgeleiderZodra het circuit aan beide uiteinden van de PN-koppeling is aangesloten, wordt er een stroom gevormd die van de P-zone naar de N-zone stroomt door het externe circuit.en de elektrische stroom zal worden uitgebracht aan de belasting.

2 Structuur en indeling van fotovoltaïsche elektriciteitsopwekking op het elektriciteitsnet

Het aan het elektriciteitsnet aangesloten fotovoltaïsche elektriciteitsopwekkingssysteem bestaat voornamelijk uit zonnepanelen (modules), een high power tracking (MPPT) -controller, een gelijkstroom-omvormer met verschillende onderdelen,met behulp van een geïsoleerde poortbipolaire transistor (IG-BT) als schakelelement van een fotovoltaïsche omvormerDe gelijkstroomuitgang van de zonnecel wordt verhoogd door de DC-DC-omvormer om het spanningsniveau te verhogen, en dan wordt de gelijkstroom omgezet in wisselstroom met dezelfde amplitude,frequentie en fase van de spanning van het elektriciteitsnet via de DC-AC-omvormerDe structuur van het fotovoltaïsche elektriciteitsopwekkingssysteem is weergegeven in figuur 1.

Figuur 1 Structuur van fotovoltaïsche elektriciteitsproductiesystemen met aansluiting op het net

Volgens de aan het net aangesloten bedrijfsmodus kan het fotovoltaïsche elektriciteitsopwekkingssysteem in drie vormen worden onderverdeeld: tegenstroom-aan het net aangesloten,geen tegenstroom op het net aangesloten en schakelnet aangeslotenHet fotovoltaïsche elektriciteitsopwekkingssysteem is rechtstreeks aangesloten op het elektriciteitsnet, vereist geen batterijen voor energieopslag, bespaart de vloeroppervlakte, vermindert de installatiekosten aanzienlijk,en het tekort aan belastingvermogen wordt aangevuld door het elektriciteitsnetDaarom is het fotovoltaïsche elektriciteitsopwekkingssysteem dat aan het elektriciteitsnet is gekoppeld, de belangrijkste ontwikkelingsrichting van de zonne-energieopwekking.en het is ook een potentiële nieuwe energie-energie-opwekking methode in dit stadium.

• De invloed van fotovoltaïsche elektriciteitsopwekking op de elektriciteitskwaliteit van het net

De productie van fotovoltaïsche energie als een nieuwe energieproductie, verlichting, temperatuur en andere externe omstandigheden van willekeurigheid, volatiliteit,Intermitterende veranderingen zijn de belangrijkste factoren van de invloed van fotovoltaïsche energie op het elektriciteitsnetOnder hen is de DC-AC-omvormer een van de belangrijkste apparaten van het fotovoltaïsche elektriciteitsopwekkingssysteem dat aan het net is gekoppeld.en de kwaliteit van de fotovoltaïsche omvormer bepaalt of de vermogenskwaliteit van de fotovoltaïsche elektriciteitsopwekking in zekere mate kan voldoen aan de eisen van de aan het net aangeslotenWanneer de fotovoltaïsche energie op het elektriciteitsnet wordt aangesloten, zullen er problemen optreden zoals harmonieën, spanningsschommelingen en flikkeringen, gelijkstroominspuiting en eiland-effect.die de elektriciteitskwaliteit van het net zal verminderen en nadelige effecten op het netwerk zal hebbenIn ernstige gevallen zal de veilige en stabiele werking van het stroomvoorzieningssysteem en van de fotovoltaïsche installaties zelf worden verstoord.

3.1Harmonische invloed

De productie van fotovoltaïsche elektriciteit is gericht op de omzetting van zonne-energie in gelijkstroom door middel van fotovoltaïsche modules.en vervolgens via de aan het net verbonden omvormer om gelijkstroom om te zetten in wisselstroom om aan het net verbondenIn het fotovoltaïsche elektriciteitsopwekkingssysteem is de omvormer de belangrijkste uitrusting voor het produceren van harmonische signalen.Het grote aantal toepassingen van vermogenselektronicacomponenten in netverbonden omvormers heeft de informatie- en intelligente verwerking van het systeem verbeterd, maar het verhoogt ook een groot aantal niet-lineaire belastingen, waardoor de golfvorm vervormd wordt en er een groot aantal harmonische waarden in het systeem komen.De vertraging van de schakelingssnelheid van de omvormer zal ook van invloed zijn op de output van de algehele dynamische prestaties binnen het energiesysteemAls het weer (uitstraling, temperatuur) sterk verandert, zal het schommelingsbereik van de harmonieën ook groter worden.Hoewel de uitgangsstroomharmonica van een enkele netverbonden omvormer klein zijn, zullen de uitgangsstroomharmonica van meerdere aan het net aangesloten omvormers worden op elkaar geplaatst nadat ze parallel zijn aangesloten,resulterend in het fenomeen van stroomharmonische uitslag die de standaard overschrijdenBovendien is de parallelle aansluiting van omvormers gemakkelijk om parallelle resonantie te produceren, wat leidt tot het couplage resonantie verschijnsel,De Commissie is van mening dat de in de richtlijn bedoelde maatregelen moeten worden toegepast op het gebied van de bescherming van de gezondheid van de consument..

Met het oog op het probleem van de elektriciteitskwaliteit na de toegang tot fotovoltaïsche installaties worden de volgende effectieve methoden voor het onderdrukken van harmonische signalen voorgesteld:

• Het is de bedoeling van de richtlijnen van de Europese Unie inzake de bescherming van de gezondheid van de mens en de bescherming van de gezondheid van de mens te verbieden dat de bescherming van de gezondheid van de mens wordt beperkt tot de bescherming van de gezondheid van de mens.
• Een apparaat met actieve of passieve filters om een bepaald aantal harmonische stromen te absorberen.
• Installeer aanvullende harmonische compensatieapparatuur.

3.2 Spanningsschommelingen en flikkeringen

In het traditionele distributienet zal de verandering van actief vermogen en reactief vermogen in de loop van de tijd leiden tot schommelingen van de systeemspanning.de verandering van het actief vermogen van het fotovoltaïsche elektriciteitsopwekkingssysteem is de belangrijkste factor die spanningsschommelingen en flikkeren van het toegangspunt veroorzaaktHet hoge vermogen van fotovoltaïsche panelen, de kerncomponenten van een fotovoltaïsch elektriciteitsopwekkingssysteem, hangt nauw samen met de stralingsintensiteit, het weer, het seizoen, de temperatuur en andere factoren.en de willekeurige veranderingen van deze natuurlijke factoren veroorzaken de uitgangsvermogen om sterk te veranderen, wat resulteert in frequente veranderingen in het belastingvermogen binnen een bepaald bereik, wat resulteert in spanningsschommelingen en flikkeringen aan de lastkant van de aan het net aangesloten gebruiker.

Op dit moment zijn de oplossingen voor de problemen van de schommelingen en flikkeringen van de fotovoltaïsche spanning als volgt:

• Optimaliseren van de besturingsstrategie van fotovoltaïsche omvormers die aan het net zijn aangesloten om de spanningsstabiliteit te verbeteren.

2) Verhoog de capaciteit van de kortsluiting van de substation bus.

3) Wanneer de capaciteit van de fotovoltaïsche centrale wordt bepaald, wordt de vermogensfactor verhoogd om het totale actieve vermogen te verhogen.het verminderen van de hoeveelheid reactieve vermogen verandering en het voldoen aan de grensvoorschriften van spanningsschommelingen.

3.3 DC-injectieprobleem

Een ander belangrijk probleem dat moet worden opgelost in fotovoltaïsche elektriciteitsopwekkingssystemen met aansluiting op het elektriciteitsnet is gelijkstroominjectie.en ook nadelige effecten heeft op andere apparatuur in het netIn de IEEEStd929-2000 en IEEEStd547-2000 is duidelijk bepaald dat het gelijkstroomcomponent dat door het aan het net aangesloten energieopwekkingsapparaat in het net wordt geïnjecteerd, niet groter mag zijn dan 0.5% van de nominale stroom van het apparaatDe belangrijkste redenen voor gelijkstroominspuiting zijn:

De dispersie van het vermogenselektronisch apparaat zelf en de inconsistentie en asymmetrie van het aandrijfscircuit;3) Asymmetrie van de lijnimpedantie van elk schakelapparaat, invloed van parasitaire parameters en parasitaire elektromagnetische velden, enz.

Momenteel zijn de belangrijkste methoden om gelijkstroominjectie te onderdrukken: 1) detectiecompensatiemethode; 2) optimaliseren en ontwerpen van de aan het net verbonden structuur van de omvormer; 3) condensatorrechte scheiding;4) Virtuele capaciteitsmethode5) Isolatie-transformator voor apparaten.

3.4 Het effect van het eiland-effect

Het eiland-effect verwijst naar het fenomeen dat de stroomvoorziening van het net wordt onderbroken door menselijke factoren of natuurlijke factoren.maar elk fotovoltaïsch elektriciteitsopwekkingssysteem dat aan het elektriciteitsnet is aangesloten, kan de staat van stroomstoring niet tijdig detecteren, zodat het zonne-energiesysteem en de aangesloten belasting onafhankelijk van elkaar blijven werken.Met de voortdurende uitbreiding van de toegangspercentages van fotovoltaïsche elektriciteitsopwekking op het netDe vorming van het eiland-effect heeft negatieve effecten op de elektriciteitskwaliteit van het gehele distributienet, met name:

• op de plaats waar het eiland-effect zich voordoet, schommelen de spanning en frequentie sterk, waardoor de kwaliteit van het vermogen afneemt,En de spanning en frequentie op het eiland worden niet door het elektriciteitsnet geregeld., die schade kunnen veroorzaken aan de elektrische apparatuur van het systeem en storingen in de hervergrendeling, en ook persoonlijke veiligheidsrisico's voor het onderhoudspersoneel van het elektriciteitsnet kunnen veroorzaken.
• Bij het herstel van de stroomvoorziening wordt door het asynchronisme tussen de spanningsfasen een binnenstroom gegenereerd, waardoor de golfvorm van het net onmiddellijk kan dalen.
• Na het eiland-effect van een fotovoltaïsch elektriciteitsopwekkingssysteem, indien de oorspronkelijke voedingsmodus eenfasige voedingsmodus is,het is mogelijk om het probleem van asymmetrie van de driefasige belasting in het distributienet te veroorzaken, en vervolgens de algehele kwaliteit van het elektriciteitsverbruik van andere gebruikers verminderen.
• Wanneer het distributienet naar de eilandmodus overschakelt en uitsluitend op het fotovoltaïsche elektriciteitsopwekkingssysteem is gebaseerd om elektriciteit te leveren,indien de capaciteit van het stroomsysteem te klein is of er geen energieopslag is geïnstalleerd, kan het instabiliteit van de spanning en flikkerproblemen in de gebruikersbelasting veroorzaken.

Voor de impact van het eiland-effect zijn er voornamelijk de volgende oplossingen:

• Optimaliseren van de eilanddetectiemethode van fotovoltaïsche elektriciteitsopwekkingssystemen met aansluiting op het elektriciteitsnet, analyseren van de invloed van fotovoltaïsche elektriciteitsopwekkingssystemen op de grootte,richting en verdeling van de storingstroom in het distributienetwerk, en de selectietechnologie van de snelheid van het snijden van de belasting en de scheiding van de eilanden onder foutomstandigheden te verbeteren.
• Verbeteren van de betrouwbaarheid van de technologie voor het detecteren van eilanden, instellen van een snelle en effectieve bescherming tegen eilanden,de status van het eiland onder abnormale omstandigheden nauwkeurig beoordelen en de netverbinding snel en effectief onderbreken.

4 Oplossing

4.1Online-bewaking van de elektriciteitskwaliteit

Het APView500-apparaat voor online monitoring van de stroomkwaliteit is voorzien van een hoogwaardig multi-coreplatform en een ingebed besturingssysteem.en meet de indicatoren voor de kwaliteit van het vermogen volgens de meetmethoden die zijn gespecificeerd in IEC61000-4-30 "Test- en meettechnologie - Methoden voor het meten van de kwaliteit van het vermogen"Het integreert harmonische analyse, steekproefneming van de golfvorm, spanningsverlaging/opkomst/onderbreking, flikkermonitoring, spanningsonbalansmonitoring, gebeurtenisopname, meetcontrole en andere functies.Het apparaat heeft de IEC61000-4-30A-klasse-norm bereikt voor de standaardisering van de methoden voor het meten van de parameters van de energie-kwaliteitsindex, de meetnauwkeurigheid van de indexparameter, de kloksynchronisatie, de functie voor het markeren van gebeurtenissen en andere aspecten,en kan voldoen aan de eisen van de kwaliteitsbewaking van stroomvoorzieningssystemen van 110 kV en lager.

4.2 Beschermingsinrichting tegen eilanden

Wanneer het beschermingsapparaat tegen eilandontsteking detecteert dat er abnormale gegevens zijn, zoals omgekeerd vermogen, frequentiemutatie, enz., dat wil zeggen wanneer het eilandverschijnsel optreedt,het apparaat kan samenwerken met de schakelaar om snel het knooppunt af te snijden, zodat het station en de elektriciteitsnetzijde snel gescheiden worden en de levensveiligheid van het gehele elektriciteitscentrum en het bijbehorende onderhoudspersoneel worden gewaarborgd.

4.3 Inleiding van het product

5 Conclusies

Met de snelle ontwikkeling van de Chinese fotovoltaïsche elektriciteitsproductie-industrie nemen de geïnstalleerde capaciteit en de hoeveelheid aan het net aangesloten fotovoltaïsche installaties toe.die de elektriciteitskwaliteit van het net sterk heeft beïnvloedDaarom is het noodzakelijk de invloed van op het net aangesloten fotovoltaïsche elektriciteitsopwekking op de elektriciteitskwaliteit van het net te bestuderen.In dit artikel wordt het basisprincipe en de structurele kenmerken van fotovoltaïsche energieopwekking geanalyseerd., legt de oorzaken van harmonische, spanningsschommelingen en flikkeringen, gelijkstroominspuiting en eiland-effect in fotovoltaïsche elektriciteitsopwekking met aansluiting op het elektriciteitsnet uiteen,en stelt uitvoerbare maatregelen voor om de kwaliteit van de stroom te verbeteren, die een zekere referentiewaarde heeft voor de verdere verbetering van de elektriciteitskwaliteit van de fotovoltaïsche energieopwekking.

Referenties

[1] Li Hailong,Huang Hongbin,Tan Xiaodon.Analyse van de invloed van fotovoltaïsche elektriciteitsopwekking op de elektriciteitskwaliteit [J].201973-75.

[2] Wang Yunguo.Analyse van de invloed van fotovoltaïsche elektriciteitsopwekking op de elektriciteitskwaliteit [J].

[3] Xu Wenli, Bao Wei, Wang Jubo.etc Onderzoeksoverzicht over de invloed van netgebonden gedistribueerde stroom op de stroomkwaliteit [J]. Power Supply Technology,2016, (12):2799-2801.

[4] Ding Ming, Wang Weishen,Wang Xiuli.etc. Overzicht van de impact van grootschalige fotovoltaïsche energieopwekking op elektriciteitssystemen [J]. Proceedings of the CSEE,2014, (01):1-7.

[5] Bao Dangquan.Invloed en tegenmaatregelen van op het net aangesloten gedistribueerde fotovoltaïsche energieopwekking op distributienetwerken [J]. China's new Technology and New Products,2017, (06) 71-72.

[6] Guo Yuhang.Discussie over de invloed en tegenmaatregelen van aan het net aangesloten gedistribueerde PV op distributienetwerken [J]. Science and Technology Innovation Guide,2017,(03):27-29.

[7] Zhou Xingyu. Overzicht van de impact van grootschalige fotovoltaïsche energieopwekking op het energiesysteem [J].2017, ((01):157-158.