分布式光伏发电应用及研究-白路

分布式光伏发电应用及研究,2016年8月4日,白 路,1,主要内容,2,分布式光伏发电优势 分布式光伏发电政策 分布式光伏发电研究 对分布式光伏发电的两点建议,1、分布式光伏发电的优势——宏观,(1) 输出功率相对小，规模可灵活调整。容量在数千瓦至数兆瓦之间，可根据屋顶面积与建设条件等因素调整光伏系统的容量; 适合在耗能集中区域进行分散式建设。 (2) 项目污染少，环保效益突出。 在发电的过程中没有污染和噪音，适合在宜居的城市、偏远地区发展，是防治雾霾和实现节能减排目标的有效手段之一。 (3) 发电用电并存，输电线路线损少。 分布式光伏发电是接入配电网，直接发直接用，且大部分能就地消纳。因不需要长距离输送，因此不存在线损，利用率普遍高于地面光伏电站。 (4) 靠近负荷中心，对电网影响不大。 分布式光伏一般分布在负荷中心区域，直接售电给大型工商业用户、住宅等，规模一般比地面并网光伏电站小，对电网的频率、电压波动影响有限。 (5)节约土地资源与开发成本。 分布式光伏电站项目不需在集中连片的土地上开发，提高闲散屋顶、厂房的利用效率。,3,分布式光伏发电是指位于用户附近，所发电能就地利用，以10 千伏及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过 6MW 的光伏发电项目。,1、分布式光伏发电的优势——微观,网名是“手掌”的佛山朋友：4千瓦分布式光伏电站，2个月的收入。,4,2013年2月27日，国家电网正式发布《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》，并于3月1日正式实施。而一群热衷太阳能发电或从事光伏行业的“青年派”顺势而上，迎着分布式发电的浪潮奋勇而上,257.78,323.14,257.78,一道实际的计算题 已知：2016年初在佛山建成的4千瓦分布式屋顶电站，6、7两个月总发电900度，余电650度，分别计算补贴及卖电所得？ 解析：1、佛山脱硫煤标杆电价0.39658462元/度2、 国家补贴0.42元/度 （含税），佛山市补贴0.15元/度（补3年） 解：两个月卖电：650x 0.39658462=257.78 （元）两个月补贴：900x 0.42x(1-17%) =323.14 （元） 扩展：一年补贴+卖电收入：(257.78+323.14)x6=3485.52（元）自用电折价价：250x6x0.5=750 (元)一年总收入：3485.52+750=4235.52（元） 结论：国家鼓励分布式光伏发电自发自用，减少余电上网电量，回归了分布式光伏发电“就地利用”的本质。,5,2 分布式光伏发电政策——国家政策,为鼓励和扶持光伏产业的发展，国家相继出台了一系列文件，如下所示： 2007年9月，国家发改委发布《可再生能源中长期发展“十一五”规划》。 2008年3月，财政部、住房和城乡建设部联合发布《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》。 2009年7月，财政部、科技部和国家能源局联合发布《关于实施金太阳示范工程的通知》2012年2月，国家工业信息化部正式下发《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》。2012年9月，国家能源局发布《关于申报分布式光伏发电规模化应用的通知》。 2013年8月，国家发改委发布《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》。,6,2009年按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50%给予补助，偏远无电地区的按总投资的70%给予补助。 2010年业主向中标企业购买设备时国家补贴一半，另外国家对业主单位每瓦补贴4元钱建设费。2011年采取定额补贴每瓦9元钱~,2 分布式光伏发电政策——地方政策,7,http://www.chancheng.gov.cn/chancheng/xx0703/201601/130b2a5f02274019a78b84b2445213a8.shtml,http://sdet.shunde.gov.cn/info.php?aid=27894 2) 出具接入系统方案评审意见(电网公司) ： 地市公司营销部(客户服务中心)负责组织相关部门审定380/220伏分布式电源接入系统方案，并出具评审意见。工作时限：5个工作日。 地市公司发展部负责组织相关部门审定35千伏、10千伏接入项目(对于多点并网项目，按并网点最高电压等级确定)接入系统方案，出具评审意见、接入电网意见函并转入地市公司营销部(客户服务中心)。工作时限：5个工作日。 3) 审查项目设计文件(电网公司) 10kV及以上电压等级并网项目，需审查客户的设计文件并出具评审意见，工作时限：10个工作日；220V/380V则不需要此项工作。,11,1、世界情况： 1990 德国提出“2000光伏屋顶计划”：每个家庭的屋顶装3~5kWp光伏电池。 1993年日本再次提出“新阳光计划”， 每年362亿日元用于新能源技术开发。 1997 美国提出“百万太阳能屋顶计划，在2010年以前为100万户，每户安装3~5kWp。2、国内情况尽管近年来中国光伏发电成本已有所下降，但仍在0.7-0.8元/千瓦时左右，约是国内大部分地区煤电标杆上网电价（0.38元/千瓦时）的两倍。显然，如果没有光伏电价补贴，光伏发电就没有了投资吸引力。3、发展走向从“十三五”规划可知，到2020年全国分布式能源要达到70GW。南方六省区域分布式光伏发电总量预计11.45GW，占全国的16% 。中国继续实行光伏产业激励政策，不仅是推动和保障光伏产业迅速发展的客观需要，对于实现中国温室气体排放目标也是必须。,2 分布式光伏发电政策——发展走向,12,1997年，在常州回乡创业已有所成就的高纪凡，根据《京都议定书》及美国克林顿政府“百万太阳能屋顶计划”敏锐关注到，利用太阳能技术打造天人合一的人居环境，市场前景和社会效应都无可估量。当年，高纪凡组建了常州天合光能有限公司，成为中国最早进入光伏行业的少数先行者。,13,分布式电源对配电网电力系统的波 形畸变、不平衡、电压波动、电压暂降、暂时过电压、缓慢电压变动以及快速电 压变动等电能质量参数都有影响。 (1) 缓慢电压变动集中供电配电网一般呈福射状，稳态运行状态下沿馈线潮流方向电压逐渐降低。接入分布式电源后由于馈线上的传输功率减少以及分布式电源输出无功的支持，使沿馈线的各负荷节点处电压被抬高,可能会导致一些负荷节点的电压偏移超标。,3、分布式光伏发电研究——电网影响,电压偏差是用来衡量缓慢电压变动的指标中重要的一项指标。其定义为：供电系统在正常运行方式下，某一节点的实际电压与系统标称电压之差对系统标称电压的百分数。在此基础上根据设定好的目标值可以得到一定时间段内的电压合格率指标。,电压波动会引起可被人眼一脑察觉到的灯光照度的变化。这一影响就是众所周知的闪变，它会使我们感到严重的生理上的不适。,14,(2) 波形畸变当光伏电池有电能输出时，逆变器的开关频率、并网控制策略、直流侧电容的选取、交流侧滤波电感和电容的取值等因素都会在光伏并网时引入谐波。同时最大功率点跟踪（MPPT）的算法本身也有可能引起谐波。例如采用扰动观察法跟踪最大功率时，通过不断扰动端口电压来跟踪环境变化，实时输出当前最大功率，但由于其稳态时输出功率总在最大功率点附近振荡，输出的直流电压始终会存在微小的波动，因此会给并网交流侧引入谐波。,谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。,15,3、分布式光伏发电研究——仿真研究,pscad（PSCAD/EMTDC）（全称Power Systems Computer Aided Design）是世界上广泛使用的电磁暂态仿真软件，EMTDC是其仿真计算核心，PSCAD为EMTDC（Electromagnetic Transients including DC）提供图形操作界面。最早版本的EMTDC由加拿大Dennis Woodford博士于1976年在曼尼托巴水电局开发完成。,配电网模型此系统电压为110KV，短路容量376MW，经110/10.05KV降压变压器向负载供电，变压器容量为40MVA。系统包括个10负荷和9个节点的供电系统。仿真中将分别改变光伏接入系统的节点位置和接入容量来分析对配电网电能质量的不同影响。,光伏电池等效模型,分布式光伏发电并网系统模型,16,首先通过pscad软件对配电网系统和光伏进行建模，然后分别改变光伏接入系统的节点位置和接入容量来模拟其对配电网电能质量的影响。 定性的结论： 1、并网容量不同时各节点电压质量 越靠近系统母线的电压越高，对应的电压偏差越小，电压偏差随着节点远离电压母线的程度也越来越大。随着并网光伏电池组数的增加，光伏并网总出力增加，同一馈线沿线的各节点的谐波水平被提高，谐波电压畸变率增加。 2、并网位置不同时各节点的电压质量 当光伏并网节点选择线路末端时，即本模型中的第节点处，靠近线路末端的节点电压被大幅度提高，相较于接入中部的电压偏差明显增加，随着并网容量的增加，很有可能超过国家电压偏差的标准限值。为降低电压偏差时，将并网节点选择在靠近系统线路的首端或者中部可以较好的改善系统电压水平。 从减小谐波畸变的角度，分布式电源不适宜在末节点接入系统，可以选择在接近系统母线处和馈线中部的位置的组合。,3、分布式光伏发电研究——入网标准,17,IEEE 1547 系列标准是最早发布的针对分布式电源并网的标准，于 2003 年由美国电气与电子工程师协会(IEEE)正式出版。包括测试、监测、信息交流和控制等内容。IEC/IEEE/PAS 63547—2011标准由 IEEE 1547 转化而来，以国际电工委员会(IEC)公共可用规范文件的形式发布，内容与 IEEE1547 大体相同。主体思想是：电网的频率和电压由大规模传统电源调节，不鼓励 DR 参与电网的频率和电压调节，不允许DR向电网提供任何的辅助服务。当DR并网时，要求其在单位功率因数附近运行，当电网发生扰动时，要求其迅速从电网断开，不允许 DR 具备故障穿越能力。中国 Q/GDW480—2010标准对分布式电源的接入容量、接入电压等级做了具体规定，具体要求如下：1）分布式电源总容量原则上不宜超过上一级变压器供电区域内最大负荷的 25%；2）分布式电源并网点的短路电流与分布式电源额定电流之比不宜低于10；3）分布式电源接入电压等级宜按照 200 kW 及以下分布式电源接 380V 电压等级电网；200kW 以上分布式电源接入 10kV(6kV)及以上电压等级电网。,18,采用智能光伏组件接线盒，智能汇流箱等新技术，推动能源互联网发展分布式发电并网并不能从根本上改变分布式发电在高渗透率情况下对上一级电网电能质量、 故障检测、 故障隔离的影响， 也难于实现可再生能源的最大化利用， 只有实现可再生能源发电信息的共享， 以信息流控制能量流，实现可再生能源所发电能的高效传输与共享，才能克服可再生能源不稳定的问题, 实现可再生能源的真正有效利用。,4、分布式光伏发电建议一,能源互联网是综合运用先进的电力电子技术, 信息技术和智能管理技术, 将大量由分布式能量采集装置, 分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络节点互联起来, 以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。,19,,瞬时功率预测是智能光伏电站的一部分。由于受环境及气象的影响造成发电输出功率的不确定性，使得并网发电变得复杂，同时给电网调度带来未知。而当地气象、卫星数值预报由于监测网格较大，预测功率精度低。以局部地区光伏电站上空云为研究对象，通过对比云量、灰度、风向的参数变化，对未来 (15 min～4 h) 遮挡太阳的云图像进行视频分析，计算出云移动速度、相对的云量、灰度与辐照度的关系，由辐照度、组件面积及参数等计算出未来时间的发电功率，实现对局部地区电站未来发电功率预测的目的。,瞬时功率预测,研究课题,20,4、分布式光伏发电建议二,21,传说五个神仙骑着羊下凡间，把麦穗给了广州的农民，因为当时广州大旱，粮食颗粒无收。这些麦穗使农民们走出了饥饿的威胁。广州越秀公园的五羊雕像中，最上面的羊是叼着麦穗的，因此广州又叫穗城。,岭南风情的分布式光伏电站,版权所有,岭南风情的分布式光伏电站,岭南建筑文化源远流长，从骑楼到潮州的九宫格式建筑群，从五邑的雕楼到客家的围屋，从西关大屋到东山洋房，广东民居都自成套路，是最早把现代住宅和中国传统精神结合起来典范。锅耳屋是中国古代社会后期出现于岭南一带的民居建筑特色之一，它的工艺特征和造型风格主要体现在民居、祠堂、家庙、第府、文塔建筑实物中，以讲究地理风水和风俗观念为思想依据，结合科学的规划布局，都集中反映着岭南建筑的主要特征与表现风格。,版权所有,THANK YOU ！,23,