Virkningen af ​​​​nettilsluttet solcelleproduktion på strømkvalitet og løsninger

3. Indflydelsen af ​​nettilsluttet solcelleproduktion på nettets strømkvalitet

Fotovoltaisk kraftproduktion som en ny energiproduktion, belysning, temperatur og andre eksterne forhold som tilfældighed, volatilitet og intermitterende ændringer er de vigtigste faktorer for fotovoltaisk kraftproduktions indvirkning på nettet. Blandt disse er DC-AC-inverteren en af ​​​​hovedenhederne i nettilsluttede fotovoltaiske kraftproduktionssystemer, og kvaliteten af ​​​​den fotovoltaiske inverter bestemmer, om strømkvaliteten af ​​​​den fotovoltaiske kraftproduktion kan opfylde kravene til nettilslutning i et vist omfang. Når fotovoltaisk kraftproduktion er tilsluttet nettet, vil der opstå problemer som harmoniske svingninger, spændingsudsving og flimmer, DC-injektion og ø-effekt, hvilket vil reducere nettets strømkvalitet og forårsage negative virkninger på nettet. I alvorlige tilfælde vil det forstyrre den sikre og stabile drift af strømforsyningssystemet og selve det fotovoltaiske kraftproduktionsudstyr.

 

3.1 Harmonisk indflydelse

Fotovoltaisk kraftproduktion omdanner solenergi til jævnstrøm gennem fotovoltaiske moduler og konverterer derefter jævnstrøm til vekselstrøm via en nettilsluttet inverter for at opnå nettilslutning. I det fotovoltaiske kraftproduktionssystem er inverteren det primære udstyr til at producere harmoniske svingninger. Det store antal anvendelser af effektelektroniske komponenter i nettilsluttede invertere har forbedret systemets informations- og intelligente behandling, men det øger også et stort antal ikke-lineære belastninger, hvilket forårsager bølgeformforvrængning og bringer et stort antal harmoniske svingninger til systemet. Forsinkelsen af ​​inverterens skiftehastighed vil også påvirke den samlede dynamiske ydeevne i elsystemet, hvilket resulterer i et lille harmonisk interval. Hvis vejret (bestråling, temperatur) ændrer sig meget, vil udsvingsområdet for harmoniske svingninger også blive større. Selvom udgangsstrømmens harmoniske svingninger for en enkelt nettilsluttet inverter er små, vil udgangsstrømmens harmoniske svingninger for flere nettilsluttede invertere blive overlejret, efter at de er forbundet parallelt, hvilket resulterer i fænomenet med udgangsstrømmens harmoniske svingninger, der overstiger standarden. Derudover er parallelkobling af invertere let at producere parallel resonans, hvilket fører til koblingsresonansfænomenet, hvilket resulterer i udvidelse af den specifikke harmoniske strøm og problemet med for højt harmonisk indhold af nettilsluttet strøm.

Med henblik på problemet med strømkvaliteten efter solcelleanlæg, fremlægges effektive metoder til at undertrykke harmoniske svingninger:

1) Startende fra kilden til generering af harmonisk, omformes den harmoniske kilde for at reducere injektion af harmonisk.

2) Indsæt aktive eller passive filtre til at absorbere et specifikt antal harmoniske strømme.

3) Installer yderligere harmoniske kompensationsenheder.

 

3.2 Spændingsudsving og flimmer

I det traditionelle distributionsnetværk vil ændringen i aktiv effekt og reaktiv effekt over tid forårsage udsving i systemspændingen. For solcelleanlæg er ændringen i aktiv effekt i solcelleanlæg den primære faktor, der forårsager spændingsudsving og flimmer i adgangspunktet. Højeffektpunktet for solcellepaneler, kernekomponenterne i solcelleanlæg, er tæt forbundet med strålingsintensitet, vejr, årstid, temperatur og andre faktorer, og de tilfældige ændringer i disse naturlige faktorer forårsager store ændringer i udgangseffekten, hvilket resulterer i hyppige ændringer i belastningseffekten inden for et bestemt område, hvilket resulterer i spændingsudsving og flimmer i belastningsenden af ​​den nettilsluttede bruger.

Løsningerne på problemer med solcellespændingsfluktuationer og flimmer er i øjeblikket følgende:

1) Optimer styringsstrategien for solcelledrevne nettilsluttede invertere for at forbedre spændingsstabiliteten.

2) Øg transformerstationens kortslutningskapacitet.

3) Når det fotovoltaiske kraftværks kapacitet er bestemt, øges dets effektfaktor for at øge den samlede aktive effekt, hvorved mængden af ​​ændringer i reaktiv effekt reduceres og grænsekravene for spændingsudsving opfyldes.

 

3.3 Problem med DC-indsprøjtning

Et andet centralt problem, der skal løses i nettilsluttede solcelleanlæg, er DC-indsprøjtning. DC-indsprøjtning påvirker nettets strømkvalitet og har også negative virkninger på andet udstyr i nettet. IEEESTd929-2000 og IEEESTd547-2000 fastsætter tydeligt, at den DC-strømkomponent, der injiceres i nettet af den nettilsluttede elproduktionsenhed, ikke må overstige 0,5 % af enhedens nominelle strøm. Hovedårsagerne til DC-indsprøjtning er:

Spredningen af ​​selve den elektroniske effektenhed og inkonsistensen og asymmetrien i drivkredsløbet; 2) Nul drift og ikke-linearitet af måleinstrumenter i højeffektregulator; 3) Asymmetri af linjeimpedansen for hver koblingsenhed, indflydelse af parasitiske parametre og parasitiske elektromagnetiske felter osv.

De vigtigste metoder til at undertrykke DC-injektion omfatter i øjeblikket: 1) detektionskompensationsmetode; 2) optimering og design af inverterens nettilsluttede struktur; 3) Lige kondensatorseparation; 4) Virtuel kapacitansmetode; 5) Enhedsisoleringstransformer.

 

3.4 Effekten af ​​ø-effekten

Ø-effekten refererer til det fænomen, hvor strømforsyningen til nettet afbrydes på grund af menneskelige faktorer eller naturlige faktorer, men hvor hvert nettilsluttet solcelleanlæg ikke registrerer strømafbrydelsen i tide, så det solcelleanlæg og den tilsluttede belastning stadig fungerer uafhængigt. Med den kontinuerlige udvidelse af adgangsindtrængningsraten for nettilsluttet solcelleanlæg stiger sandsynligheden for ø-effekt gradvist. Dannelsen af ​​ø-effekten har negative virkninger på strømkvaliteten i hele distributionsnetværket, primært herunder:

1) På det sted, hvor ø-effekten opstår, svinger spændingen og frekvensen meget, hvilket reducerer strømkvaliteten, og spændingen og frekvensen i øen styres ikke af elnettet, hvilket kan forårsage skader på systemets elektriske udstyr og genindkoblingsfejl, og det kan også forårsage personlige sikkerhedsrisici for elnettets vedligeholdelsespersonale.

2) Under genoprettelsen af ​​strømforsyningen vil der blive genereret indkoblingsstrøm på grund af asynkronismen mellem spændingsfaserne, hvilket kan forårsage et øjeblikkeligt fald i netbølgeformen.

3) Efter ø-effekten i et solcelleanlæg, hvis den oprindelige strømforsyningstilstand er enfaset strømforsyningstilstand, er det muligt at forårsage problemet med trefaset belastningsasymmetri i distributionsnetværket og dermed reducere den samlede kvalitet af elforbruget for andre brugere.

4) Når distributionsnettet skifter til ø-tilstand og kun er afhængig af det solcelleanlæg til at levere elektricitet, kan det forårsage spændingsinstabilitet og flimmerproblemer i brugerbelastningen, hvis strømforsyningssystemets kapacitet er for lille, eller der ikke er installeret nogen energilagringsenhed.

For ø-effektens påvirkning er der primært følgende løsninger:

1) Optimer ø-detektionsmetoden i nettilsluttede solcelleanlæg, analyser indflydelsen af ​​solcelleanlæg på størrelsen, retningen og fordelingen af ​​fejlstrøm i distributionsnetværket og forbedre udvælgelsesteknologien for belastningshastighed og ø-opdeling under fejlforhold.

2) Forbedre pålideligheden af ​​ø-detekteringsteknologien, konfigurer hurtig og effektiv anti-ø-beskyttelsesfunktion, vurder øens status nøjagtigt under unormale omstændigheder og afbryd netforbindelsen hurtigt og effektivt.