随着光伏发电推广开来,光伏系统【tǒng】的引发的问【wèn】题【tí】也层出不穷【qióng】,下面我【wǒ】们就来【lái】看看【kàn】在光伏并网到底是怎么回事?

余电的消耗形式如图1所示,余电真的会进入电网的源头吗?

科普|光伏并网的电去哪儿了?

图1

通俗的说【shuō】,并【bìng】网逆变器跟随大电网的电压的幅度和相【xiàng】位,不能改变大电网【wǎng】的电压,只【zhī】能往上送电流,因【yīn】此被看做电流【liú】源。如图2所【suǒ】示,逆变器【qì】与电网【wǎng】的【de】等效关系是带【dài】有N个负载(R和L)的【de】电流源I(逆变器)与电【diàn】压源U(电网)的并联。

科普|光伏并网的电去哪儿了?

图2

如图3所【suǒ】示,能量从逆变器【qì】流向【xiàng】电网的【de】过程中不断地被消耗,在真正流至【zhì】电网前【qián】被消耗完,可能有少量没有被【bèi】消耗【hào】流向电网造【zào】成轻微【wēi】的冲击,一般【bān】在考虑光伏系统接入【rù】量的时候通【tōng】过对装机容量的限【xiàn】制已经【jīng】基本【běn】避免【miǎn】了对电网造成冲击【jī】的问题。

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图3

装机容量的限【xiàn】制,如图【tú】4所示G是日常电网的【de】出力特性曲线,当存【cún】在光伏发【fā】电PV时【shí】,电网出力特性曲【qǔ】线变为G’。

 

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图4

但在白【bái】天照射到组件【jiàn】的光强【qiáng】强弱会随着【zhe】云或其【qí】他【tā】遮挡【dǎng】物的影响产生变【biàn】化,如图5所示,在【zài】有遮挡物的【de】情况下,PV的功率下降,电网【wǎng】功率【lǜ】上【shàng】升,当遮挡物消失时,PV的功率回升,电【diàn】网功率再次下降。

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图5

通过以【yǐ】上的说明不【bú】难看出,光伏发电会对【duì】电【diàn】网的稳定造成些许【xǔ】影【yǐng】响,所幸该影响是有限的也【yě】是可【kě】控的。

如图6所示,通过升压确保了电流向外的流向。

科普|光伏并网的电去哪儿了?

图6

如图7所示【shì】,而实际【jì】情况下,逆【nì】变器侧电【diàn】网电压并不等【děng】于并网点的电压。

科普|光伏并网的电去哪儿了?

图7

U是并【bìng】网点的电压,U’是逆变【biàn】器侧电网电【diàn】压,在【zài】实际情况下逆变【biàn】器与并网点的距【jù】离较远,存在线阻R,U’=U+IR。

当存【cún】在高阻抗问题【tí】,会引起输出电【diàn】流震荡【dàng】,而后跳脱,逆变器会【huì】进入Fault状态并产生报错【cuò】,也【yě】就【jiù】是我们常见到【dào】的电网【wǎng】电【diàn】压【yā】超限和电网频率超限。

下面我们以逆变【biàn】器输出最大交流电25A为例,最大交流功率为【wéi】5100W,最大交流电流为25A,并网点【diǎn】电【diàn】压【yā】为220V,使用YJV-3*4mm²、YJV-3*6mm²、YJV-3*6mm²进【jìn】行对比。(由于大部【bù】分逆变【biàn】器【qì】的最【zuì】大交【jiāo】流电流都【dōu】小于40A,故使用经验值:每mm²的铜【tóng】芯交流线【xiàn】缆可【kě】承载3~5A的电【diàn】流【liú】。)

①YJV-3*4mm²:百米线阻0.4375Ω,

U’=U+IR=220V+25A*0.4375Ω≈230.9V

P=IR²=25A*0.4375Ω²≈4.6W

Q=Pt=4.6W*6h*365=10074Wh=10.074KWh

②YJV-3*6mm²:百米线阻0.29Ω,

U’=U+IR=220V+25A*0.29Ω=227.25V

P=IR²=25A*0.29Ω²≈2.1W

Q=Pt=2.1W*6h*365=4599Wh=4.599KWh

③YJV-3*10mm²:百米线阻0.175Ω,

U’=U+IR=220V+25A*0.175Ω≈224.4V

P=IR²=25A*0.175Ω²≈0.8W

Q=Pt=0.8W*6h*365=1752Wh=1.752KWh

通过【guò】以【yǐ】上计算不难【nán】看出【chū】,线径【jìng】越粗对逆变器端的电网【wǎng】电压影【yǐng】响越小【xiǎo】,正常工作的时间也会变长,且耗费的【de】能量就越少,上述是以最大输出电流为25A的逆变器来【lái】计算【suàn】的,如【rú】果是大【dà】型项目耗费的能量就很可【kě】观了。

注:为【wéi】了【le】便【biàn】于【yú】理解及计算,并未【wèi】算入感【gǎn】性负载,若【ruò】加入的话对比将会更明显;交流【liú】电【diàn】计算稍微复杂一【yī】些,由【yóu】于【yú】不影响结【jié】果计算方式用的是直流电的算法,便于理解。

总结

光伏并网【wǎng】点需要围绕逆变器并网【wǎng】侧电压来【lái】进【jìn】行选【xuǎn】择,通【tōng】过选【xuǎn】择电网【wǎng】稳定的并网点【diǎn】并配合线径合理的线缆确保逆变器并网【wǎng】侧电【diàn】压【yā】在安规【guī】要求内,并网点不将就。

文章来源:太阳能光伏发电