光伏发电与火力发电融合的控制策略研究.pdf
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1、0引言光伏电站能量密度低,为大力发展光伏发电,现正安装更多的光伏专用并网线路、主变、储能装置、接地变压器、无功补偿装置及智能控制装置等,不仅造成投资大、工期长、电网稠密、运维量大,还多占土地、破坏环境等,不利于可持续发展。若光伏接入火电厂,利用现有的电气一、二次系统,就可直接发电。1某火电厂现状分析某火电厂为2600 MW单元制设计,设220 kV升压站;发电机出口并接一台40/28-28 MVA分裂变和一台28 MVA双圈变;两台机组共用一台40/28-28 MVA分裂变和一台28 MVA双圈变作为启备变,接于升压站220 kV母线;设厂用6 kV A、B、C计3段高压母线,其中A、B段为工
2、作母线,C段为公用母线;6 kV中性点为中电阻接地方式。具体接线如图1、图2所示。该火力发电厂厂内安装25.5 MWp光伏组件,为实现厂用电消纳光伏发电,即自发自用,选择光伏接入厂用高压母线,并通过高厂变、主变与电网连接。因6 kV A、B工作母线负荷集中,且受配电室剩余空间等限制,不宜再增设新开关柜。而且一旦光伏线路故障,尤其是发生越级跳闸等,对主机组的影响较大。而6 kV公用C母线,上述制约因素相对不突出,故最终光伏并网点选择两条6 kV公用C母线。因光伏功率较高,所有箱变分别并接为两个箱变组,每个箱变组又并接两台6 kV真空断路器,再分别接于每条6 kV公用C母线。光伏并网可在两条6 k
3、V公用C母线之间切换。机组双机运行,厂用电由高厂变正常供电时,两光伏箱变组宜分别并网于两条6 kV公用C母线。此方式更好地体现了“自发自用”的原则。而机组单机运行,厂用电由高厂变供电时,两光伏箱变组均需并网于该机组侧的6 kV公用C母线。为预防变压器之间的并列环流,每箱变组6 kV光伏开关之间均设分合闸闭锁,即不能同时合闸运行1。光伏于两条6 kV公用C母线并网发电后,电网管理部门根据集中式大功率光伏发电应独立上网,以满足均衡发电的调度原则,要求该光伏由厂用高压母线拆除,重新建设独立的输变电系统,并入距离电厂21 km的电网变电站,并单独配置储能装置、无功补偿装置等,需再投资超1 000万元,
4、且工期难控。经综合论证,光伏可不必由厂用高压母线拆除,仅通过适当调整火力机组AGC等控制策略,即能消除光伏发电波动大、易中断等缺点,实现电网可控发电,以便电网调度管理。当然,光伏也可接入启备变低压侧(图1),通过调整控制策略,无须配置储能装置、无功补偿装置,也可实现电厂均衡发电和电压调节,且操作灵活。本文主要结合此实例,分析光伏与火力发电融合后控制策略及技术的再优化。2光伏接入6 kV母线后火电机组功率控制策略的调整2.1光伏电量视为火电机组的一部分而实现均衡发电的控制策略光伏向6 kV母线供电后,因发电机上传电网调光伏发电与火力发电融合的控制策略研究周海青王立华(国家能源费县发电有限公司,山
5、东 临沂 273425)摘要:光伏接入火力发电机组主要有两种方式,一是接入厂用电系统,二是接入启备变低压侧。当光伏功率较高时,可将该功率计入发电机AGC系统,视光伏功率为发电机功率的一部分,即发电机按AGC指令与光伏功率的差值调控,但反馈调度的发电功率应是发电机实发功率与光伏实发功率之和。即无须增设储能装置,在保证光伏多发电的同时,利用发电机的自动调控消除光伏功率波动大、间断性强的缺点,实现了均衡发电。利用电厂AVC电压调控,也无须增设无功补偿装置。通过控制策略的适当调整,两类发电方式的融合在安全性和经济性上更具有显著的现实意义。关键词:光伏发电;火力发电;控制策略;均衡发电中图分类号:TM6
6、15;TM611文献标志码:A文章编号:1671-0797(2023)17-0020-03DOI:10.19514/32-1628/tm.2023.17.006电气工程与自动化Dianqi Gongcheng yu Zidonghua20图1电厂电气主接线图2光伏电气主接线Dianqi Gongcheng yu Zidonghua电气工程与自动化21度的有功功率值取自发电机20 kV出口(高厂变的发电机侧),故该功率不含光伏发电功率。假设电网调度仍按原办法调控发电机组出力,虽不会影响光伏MPPT最大功率发电方式,但同等发电机调度功率下,与未接入光伏相比,将使主变上网的有功功率增加,增加值约等于
7、光伏发电功率(主变及高厂变的光伏功率损耗很小,可忽略)。还有,光伏发电具有功率波动大、间断性强等缺点,当光伏发电功率较低时,该类缺点影响不明显,但光伏发电功率较高时,上述各因素对电网可控调度和潮流的合理分布均会带来长期不利影响。若将光伏功率视为发电机组功率的一部分,应将光伏实时有功功率计入发电机AGC(自动发电控制)指令,但发电机组应按调度AGC指令与光伏功率的差值接带有功负荷,而反馈调度的发电机组功率应是发电机实发功率与光伏实发功率之和,可由远动终端RTU通信技术实现。如此,无须增设光伏专用储能装置,在满足光伏最大发电方式的同时,利用发电机的灵活功率调控,一方面能满足电网调度对发电机组有功出
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