近年來,光伏發(fā)電發(fā)展迅猛。2011年全球太陽能市場安裝量達(dá)27.4吉瓦,相較于2010年增長40%。中國安裝量為2.75吉瓦,躍居全球第三。2009年起,我國多個部委聯(lián)合出臺多項光伏發(fā)電激勵政策,支持分布式建筑光伏和集中式大型地面光伏的開發(fā)。光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,光伏并網(wǎng)研究與檢測尚處空白,帶來光伏發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)問題,直接影響了我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
國家電網(wǎng)公司為解決光伏發(fā)電并網(wǎng)相關(guān)問題,持續(xù)投入大量人力、物力、財力,并取得豐碩成果。
大力開展并網(wǎng)檢測能力建設(shè)
為了確保我國光伏行業(yè)健康發(fā)展,解決光伏并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)問題,國家電網(wǎng)公司超前謀劃,加大科研項目投入力度,全方位地進(jìn)行深入研究。幾年來,國家電網(wǎng)公司著重開展光伏發(fā)電基礎(chǔ)研究能力建設(shè)、光伏產(chǎn)品試驗檢測環(huán)境建設(shè)、光伏電站現(xiàn)場檢測能力建設(shè)和光伏發(fā)電功率預(yù)測等工作,以解決光伏發(fā)電接入電網(wǎng)后的安全穩(wěn)定運行、調(diào)峰調(diào)頻、調(diào)度決策等關(guān)鍵問題。
在國家電網(wǎng)公司指導(dǎo)下,中國電力科學(xué)研究院瞄準(zhǔn)世界光伏發(fā)電技術(shù)前沿,建成國際領(lǐng)先的太陽能發(fā)電并網(wǎng)研究檢測機(jī)構(gòu),通過技術(shù)方案的不斷優(yōu)化設(shè)計、實驗室及現(xiàn)場測試方法的系統(tǒng)研究、關(guān)鍵測試設(shè)備的自主研制和標(biāo)準(zhǔn)體系的建立完善,大幅提升了我國在光伏并網(wǎng)領(lǐng)域的科研能力和檢測能力。
目前,中國電科院已完成國家電網(wǎng)公司項目兩項(《太陽能試驗研究能力建設(shè)》《戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)政策研究》),正在承擔(dān)的國家級項目3項,分別為國家科技部項目《風(fēng)光儲輸示范工程關(guān)鍵技術(shù)研究》、國家能源局項目《國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)(實驗)中心能力提升》、國家質(zhì)檢總局項目《光伏并網(wǎng)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究》。同時,與國際知名檢測機(jī)構(gòu)UL、弗朗霍夫等開展了廣泛的技術(shù)合作。
發(fā)揮太陽能發(fā)電研發(fā)中心作用
經(jīng)國家能源局批復(fù),國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)(實驗)中心于2010年7月3日正式揭牌運行。國家電網(wǎng)公司和中國電科院充分發(fā)揮該中心的作用,增強(qiáng)光伏并網(wǎng)檢測能力。
依據(jù)IEC、IEEE、UL等相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)和我國的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,該中心研制了2000千瓦電網(wǎng)擾動發(fā)生裝置、1000千瓦防孤島檢測裝置,結(jié)合中心設(shè)計的兆瓦級可控直流電源,模擬光伏方陣的伏安特性和兆瓦級低電壓穿越裝置,全面實現(xiàn)了兆瓦級并網(wǎng)光伏逆變器的并網(wǎng)特性檢測。特別是在低電壓穿越裝置研究上,該中心自主研制了適用于各種功率、電壓等級的低電壓耐受能力測試平臺,可實現(xiàn)10種跌落方式、1440個跌落點的電網(wǎng)故障模擬,滿足各種類型光伏逆變器的低電壓耐受能力測試需求。
國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)(實驗)中心根據(jù)分布式建筑光伏和集中式大型地面光伏的特點,分別研制了集成化、可移動式小型光伏電站檢測平臺和多模塊、可移動式大中型光伏電站檢測平臺。小型光伏電站檢測平臺將所有測試設(shè)備集成到一個14米長的標(biāo)準(zhǔn)集裝箱內(nèi),并采用優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計,可實現(xiàn)光伏電站的現(xiàn)場實驗和檢測。大中型光伏電站檢測平臺采用模塊化設(shè)計,由1臺集控車與6臺檢測車組成,靈活組合不同車輛,即可實現(xiàn)不同項目的檢測,提升了檢測效率。兩套平臺均屬世界首創(chuàng)。
該中心已成為我國唯一一家通過CNAS認(rèn)可和CMA認(rèn)證的國家級太陽能發(fā)電并網(wǎng)科研檢測機(jī)構(gòu)。中心光伏逆變器檢測項目具備95個子項檢測資質(zhì),光伏電站現(xiàn)場檢測項目具備18個子項檢測資質(zhì),建成的金太陽示范工程遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心,能夠為國家監(jiān)管金太陽項目提供信息化手段,為制定光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策提供數(shù)據(jù)支撐。
并網(wǎng)檢測技術(shù)進(jìn)步成果斐然
通過開展重大課題的研究工作和科技創(chuàng)新,中國電科院在光伏并網(wǎng)技術(shù)上取得了顯著進(jìn)步。
光伏發(fā)電并網(wǎng)數(shù)字仿真平臺是重要成果之一,以平臺為基礎(chǔ),中國電科院建立起光伏發(fā)電站建模導(dǎo)則和模型參數(shù)測試規(guī)程,開展光伏發(fā)電接入電力系統(tǒng)運行控制、安全保護(hù)等多項重大科研項目研究工作。而光伏電站移動檢測平臺已應(yīng)用于青海、甘肅、寧夏、浙江、河南等多個省份的27座光伏電站中,通過開展入網(wǎng)檢測,保障電站并網(wǎng)性能指標(biāo)。
技術(shù)人員對光伏發(fā)電功率預(yù)測技術(shù)的研究也有了全新進(jìn)展。該技術(shù)將理論分析方法與光伏發(fā)電的實際工作相結(jié)合,對光伏發(fā)電所表現(xiàn)出的波動性、間歇性等發(fā)電特性進(jìn)行深入研究,在此基礎(chǔ)上提出針對光伏發(fā)電的建模方法,同時考慮光伏組件工作狀態(tài)、大氣狀況、太陽能板污損、輸電線路損失等影響因素,建立光伏發(fā)電的超短期和短期功率預(yù)測模型。技術(shù)人員開發(fā)出相應(yīng)的運行軟件平臺,具備光伏電站的在線監(jiān)測、日前短期功率預(yù)測、超短期功率預(yù)測及光伏電站上報發(fā)電計劃考核等功能。
依托國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)(實驗)中心,技術(shù)人員建設(shè)了光伏電站實時氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)值天氣預(yù)報系統(tǒng)、光伏發(fā)電功率預(yù)報系統(tǒng)和發(fā)電能力評估系統(tǒng),研究成果已經(jīng)在南京、甘肅、寧夏、青海等地得到應(yīng)用,并即將應(yīng)用于西藏等高海拔地區(qū)光伏電站。光伏發(fā)電功率預(yù)測技術(shù)的應(yīng)用,有利于電力調(diào)度部門制定發(fā)電計劃、在線調(diào)度和優(yōu)化電源組合;對減少電力系統(tǒng)運行成本,以及對光伏電站參與發(fā)電競價、降低棄光損失、安排檢修時間等都具有重要作用。
在標(biāo)準(zhǔn)制定方面,針對我國光伏發(fā)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重缺失和國際標(biāo)準(zhǔn)不完善的狀況,中國電科院研究建立了光伏發(fā)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系,立項編制相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),填補(bǔ)國內(nèi)空白。目前,已建立了以60項國家標(biāo)準(zhǔn)、22項電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的光伏發(fā)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架,并立項編制14項國家標(biāo)準(zhǔn)和18項電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
目前,企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》與《光伏電站接入電網(wǎng)測試規(guī)程》已頒布執(zhí)行,國家標(biāo)準(zhǔn)《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》《光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》《光伏發(fā)電站無功補(bǔ)償技術(shù)規(guī)范》即將頒布。光伏標(biāo)準(zhǔn)體系的建立,為我國光伏行業(yè)健康快速發(fā)展、保障整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供了技術(shù)支撐。
隨著我國光伏行業(yè)的發(fā)展,光伏并網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步,進(jìn)一步規(guī)范了國內(nèi)太陽能發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)要求。中國電科院將充分發(fā)揮科研機(jī)構(gòu)的科技支撐和引領(lǐng)作用,引導(dǎo)國內(nèi)太陽能發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)發(fā)展方向,保障規(guī)?;夥l(fā)電接入電網(wǎng)后的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,以促進(jìn)太陽能發(fā)電和電網(wǎng)的協(xié)調(diào)健康發(fā)展,提升我國太陽能發(fā)電并網(wǎng)研究檢測的國際地位。
國家電網(wǎng)公司為解決光伏發(fā)電并網(wǎng)相關(guān)問題,持續(xù)投入大量人力、物力、財力,并取得豐碩成果。
大力開展并網(wǎng)檢測能力建設(shè)
為了確保我國光伏行業(yè)健康發(fā)展,解決光伏并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)問題,國家電網(wǎng)公司超前謀劃,加大科研項目投入力度,全方位地進(jìn)行深入研究。幾年來,國家電網(wǎng)公司著重開展光伏發(fā)電基礎(chǔ)研究能力建設(shè)、光伏產(chǎn)品試驗檢測環(huán)境建設(shè)、光伏電站現(xiàn)場檢測能力建設(shè)和光伏發(fā)電功率預(yù)測等工作,以解決光伏發(fā)電接入電網(wǎng)后的安全穩(wěn)定運行、調(diào)峰調(diào)頻、調(diào)度決策等關(guān)鍵問題。
在國家電網(wǎng)公司指導(dǎo)下,中國電力科學(xué)研究院瞄準(zhǔn)世界光伏發(fā)電技術(shù)前沿,建成國際領(lǐng)先的太陽能發(fā)電并網(wǎng)研究檢測機(jī)構(gòu),通過技術(shù)方案的不斷優(yōu)化設(shè)計、實驗室及現(xiàn)場測試方法的系統(tǒng)研究、關(guān)鍵測試設(shè)備的自主研制和標(biāo)準(zhǔn)體系的建立完善,大幅提升了我國在光伏并網(wǎng)領(lǐng)域的科研能力和檢測能力。
目前,中國電科院已完成國家電網(wǎng)公司項目兩項(《太陽能試驗研究能力建設(shè)》《戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)政策研究》),正在承擔(dān)的國家級項目3項,分別為國家科技部項目《風(fēng)光儲輸示范工程關(guān)鍵技術(shù)研究》、國家能源局項目《國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)(實驗)中心能力提升》、國家質(zhì)檢總局項目《光伏并網(wǎng)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究》。同時,與國際知名檢測機(jī)構(gòu)UL、弗朗霍夫等開展了廣泛的技術(shù)合作。
發(fā)揮太陽能發(fā)電研發(fā)中心作用
經(jīng)國家能源局批復(fù),國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)(實驗)中心于2010年7月3日正式揭牌運行。國家電網(wǎng)公司和中國電科院充分發(fā)揮該中心的作用,增強(qiáng)光伏并網(wǎng)檢測能力。
依據(jù)IEC、IEEE、UL等相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)和我國的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,該中心研制了2000千瓦電網(wǎng)擾動發(fā)生裝置、1000千瓦防孤島檢測裝置,結(jié)合中心設(shè)計的兆瓦級可控直流電源,模擬光伏方陣的伏安特性和兆瓦級低電壓穿越裝置,全面實現(xiàn)了兆瓦級并網(wǎng)光伏逆變器的并網(wǎng)特性檢測。特別是在低電壓穿越裝置研究上,該中心自主研制了適用于各種功率、電壓等級的低電壓耐受能力測試平臺,可實現(xiàn)10種跌落方式、1440個跌落點的電網(wǎng)故障模擬,滿足各種類型光伏逆變器的低電壓耐受能力測試需求。
國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)(實驗)中心根據(jù)分布式建筑光伏和集中式大型地面光伏的特點,分別研制了集成化、可移動式小型光伏電站檢測平臺和多模塊、可移動式大中型光伏電站檢測平臺。小型光伏電站檢測平臺將所有測試設(shè)備集成到一個14米長的標(biāo)準(zhǔn)集裝箱內(nèi),并采用優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計,可實現(xiàn)光伏電站的現(xiàn)場實驗和檢測。大中型光伏電站檢測平臺采用模塊化設(shè)計,由1臺集控車與6臺檢測車組成,靈活組合不同車輛,即可實現(xiàn)不同項目的檢測,提升了檢測效率。兩套平臺均屬世界首創(chuàng)。
該中心已成為我國唯一一家通過CNAS認(rèn)可和CMA認(rèn)證的國家級太陽能發(fā)電并網(wǎng)科研檢測機(jī)構(gòu)。中心光伏逆變器檢測項目具備95個子項檢測資質(zhì),光伏電站現(xiàn)場檢測項目具備18個子項檢測資質(zhì),建成的金太陽示范工程遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心,能夠為國家監(jiān)管金太陽項目提供信息化手段,為制定光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策提供數(shù)據(jù)支撐。
并網(wǎng)檢測技術(shù)進(jìn)步成果斐然
通過開展重大課題的研究工作和科技創(chuàng)新,中國電科院在光伏并網(wǎng)技術(shù)上取得了顯著進(jìn)步。
光伏發(fā)電并網(wǎng)數(shù)字仿真平臺是重要成果之一,以平臺為基礎(chǔ),中國電科院建立起光伏發(fā)電站建模導(dǎo)則和模型參數(shù)測試規(guī)程,開展光伏發(fā)電接入電力系統(tǒng)運行控制、安全保護(hù)等多項重大科研項目研究工作。而光伏電站移動檢測平臺已應(yīng)用于青海、甘肅、寧夏、浙江、河南等多個省份的27座光伏電站中,通過開展入網(wǎng)檢測,保障電站并網(wǎng)性能指標(biāo)。
技術(shù)人員對光伏發(fā)電功率預(yù)測技術(shù)的研究也有了全新進(jìn)展。該技術(shù)將理論分析方法與光伏發(fā)電的實際工作相結(jié)合,對光伏發(fā)電所表現(xiàn)出的波動性、間歇性等發(fā)電特性進(jìn)行深入研究,在此基礎(chǔ)上提出針對光伏發(fā)電的建模方法,同時考慮光伏組件工作狀態(tài)、大氣狀況、太陽能板污損、輸電線路損失等影響因素,建立光伏發(fā)電的超短期和短期功率預(yù)測模型。技術(shù)人員開發(fā)出相應(yīng)的運行軟件平臺,具備光伏電站的在線監(jiān)測、日前短期功率預(yù)測、超短期功率預(yù)測及光伏電站上報發(fā)電計劃考核等功能。
依托國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)(實驗)中心,技術(shù)人員建設(shè)了光伏電站實時氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)值天氣預(yù)報系統(tǒng)、光伏發(fā)電功率預(yù)報系統(tǒng)和發(fā)電能力評估系統(tǒng),研究成果已經(jīng)在南京、甘肅、寧夏、青海等地得到應(yīng)用,并即將應(yīng)用于西藏等高海拔地區(qū)光伏電站。光伏發(fā)電功率預(yù)測技術(shù)的應(yīng)用,有利于電力調(diào)度部門制定發(fā)電計劃、在線調(diào)度和優(yōu)化電源組合;對減少電力系統(tǒng)運行成本,以及對光伏電站參與發(fā)電競價、降低棄光損失、安排檢修時間等都具有重要作用。
在標(biāo)準(zhǔn)制定方面,針對我國光伏發(fā)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重缺失和國際標(biāo)準(zhǔn)不完善的狀況,中國電科院研究建立了光伏發(fā)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系,立項編制相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),填補(bǔ)國內(nèi)空白。目前,已建立了以60項國家標(biāo)準(zhǔn)、22項電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的光伏發(fā)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架,并立項編制14項國家標(biāo)準(zhǔn)和18項電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
目前,企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》與《光伏電站接入電網(wǎng)測試規(guī)程》已頒布執(zhí)行,國家標(biāo)準(zhǔn)《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》《光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》《光伏發(fā)電站無功補(bǔ)償技術(shù)規(guī)范》即將頒布。光伏標(biāo)準(zhǔn)體系的建立,為我國光伏行業(yè)健康快速發(fā)展、保障整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供了技術(shù)支撐。
隨著我國光伏行業(yè)的發(fā)展,光伏并網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步,進(jìn)一步規(guī)范了國內(nèi)太陽能發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)要求。中國電科院將充分發(fā)揮科研機(jī)構(gòu)的科技支撐和引領(lǐng)作用,引導(dǎo)國內(nèi)太陽能發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)發(fā)展方向,保障規(guī)?;夥l(fā)電接入電網(wǎng)后的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,以促進(jìn)太陽能發(fā)電和電網(wǎng)的協(xié)調(diào)健康發(fā)展,提升我國太陽能發(fā)電并網(wǎng)研究檢測的國際地位。