CN110059974A - 一种基于光伏优化接入的光伏插座选型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于光伏优化接入的光伏插座选型方法，包括以下步骤:S1、选定测算区域，整理测算区域的经纬度信息，收集测算区域内的所有屋顶信息，分析光伏实际装机量与发电量的关系，实现区域的光伏资源评估；S2、收集测算区域内现状线路实际走径，及现状线路上所挂接配变的容量和位置，收集各条10千伏线路上的年最小负荷数据和配变所接入的光伏容量数据；S3、确定电网的运行方式，在电网潮流软件中分析电气潮流；S4、根据分布式光伏接入后的电气潮流结果，得出满足不同区域发展潜力及电网要求下的不同插座类型，同时作为插座的后期应用拓展依据。本申请能够获得不同的插座类型以适应不同光伏发展潜力及区域发展特点。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，尤其是涉及一种基于光伏优化接入的光伏插座选型方法。
背景技术
随着国家对新能源的大力支持，光伏行业得到了快速发展。由于传统的光伏并网项目需要对每个光伏接入进行逐个检验，大大增加了光伏并网工作量，同时对于大规模的分布式光伏并网，为了确保光伏发电安全有序接入电网，提出了分布式光伏的插座式接入的方法。但对于具有不同光伏发展潜力和特点的区域，如何优化分布式光伏大量接入电网带来的电压质量等方面的问题，进一步提高光伏插座接入的安全高效，以及对于插座的后期应用如何拓展，目前还缺少相关的研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于光伏优化接入的光伏插座选型方法，通过评估具有不同发展规模和特点的光伏，经过电气潮流计算得出光伏并入电网时存在的电网问题，提出不同的插座类型接入，同时进一步拓展插座的应用。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于光伏优化接入的光伏插座选型方法，包括以下步骤:
S1、选定测算区域，整理测算区域的经纬度信息，收集测算区域内的所有屋顶信息，分析光伏实际装机量与发电量的关系，实现区域的光伏资源评估；
S2、收集测算区域内现状线路实际走径，及现状线路上所挂接配变的容量和位置，收集各条10千伏线路上的年最小负荷数据和配变所接入的光伏容量数据；
S3、确定电网的运行方式，在电网潮流软件中分析电气潮流；
S4、根据分布式光伏接入后10千伏电网安全标准处理计算的电气潮流结果，得出满足不同区域发展潜力及电网要求下的不同插座类型，同时作为插座的后期应用拓展依据。
本发明进一步设置为：步骤S1中屋顶信息包括屋顶面积和朝向，利用电网GIS图和卫星扫描图导出区域建筑的屋顶信息，人工计算测算区域内不同朝向的屋顶面积。
本发明进一步设置为：步骤S1中，对不同朝向的屋顶，每千瓦光伏需要的屋顶面积不同，根据光伏发展成熟地区的经验数据，分类计算得出区域所有屋顶的光伏装机容量，评估光伏资源。
本发明进一步设置为：步骤S1中，分析光伏实际装机量与发电量的关系，包括以下步骤:
A1、计算理想情况下光伏初始总发电量与日照时间的关系：
初始总发电量＝光伏装机总容量*日照时间*365
其中，日照时间N用下式表达：
δ表示太阳的赤纬角，即太阳光线与地球赤道的交角，用下式表示：
δ＝23.45 sin(360*(284+n)/365)
式中，n表示一年中的第几天，为地理纬度；
A2、计算光伏实际装机量与总发电量的关系
考虑天气、温度、组件转换效率的情况下，根据光伏安装经验，即光伏年发电小时数，计算光伏实际装机量，用下式表示：
光伏实际装机量＝初始总发电量/光伏年发电小时数。
本发明进一步设置为：步骤S2中，从电网GIS系统中导出所选区域的相关10千伏中压线路数据信息，根据测算区域内的光伏实际装机容量，分配到测算区域内的各条线路上。
本发明进一步设置为：所述10千伏中压线路数据信息包括10千伏中压线路的单线图、线路挂接配变的容量和位置、分析年的各中压线路的年最小负荷值。
本发明进一步设置为：步骤S3中，包括以下步骤：
B1、确定测算区域的电网运行方式；
B2、根据线路挂接配变的容量位置、分配位置、年最小负荷值，确定电网负荷位置、容量大小及线路上分配的分布式光伏的位置、容量大小信息，将其输入到电网潮流仿真软件中进行潮流计算分析；
B3、分析分布式光伏接入对配电网各项运行指标的影响。
本发明进一步设置为：步骤S4中，包括以下步骤：
C1、根据分布式光伏接入后10千伏电网安全标准，从电网的安全稳定运行角度出发，通过对电网线路进行潮流计算分析，分析线路参数是否满足相关电网指标的要求；
C2、根据电气潮流计算得出的不同电网指标的结果分析，并考虑到光伏发展的不同区域特点，获得光伏优化接入下的光伏插座接入模型。
本发明进一步设置为：10千伏电网安全标准，包括电网指标电压偏差、电压不平衡。
本发明进一步设置为：光伏插座包括：
D1、Ⅰ型插座，也叫标准插座：
适用区域：光伏集中接入但对电网影响不大的区域；
功能要求：可用做10千伏用户配变或光伏发电并网接口，满足负荷和电源在功率流和信息流的双向传输和控制，具备用户负荷及分布式电源的数据采集、保护、控制功能；
D2、Ⅱ型插座：
适用区域：适用于10千伏线路较长，光伏接入会带来电压升高越限的区域；
功能要求：Ⅱ型插座为Ⅰ型插座的功能扩展，主要添加自动电压控制装置AVC，并在终端配置控制系统，实现对光伏接入后的无功及电压调节；
D3、Ⅲ型插座：
适用区域：光伏大量接入电网无法消纳、即均不满足电网要求或增量配网的区域；
功能要求：Ⅲ型插座为Ⅰ型插座的功能扩展，主要添加储能装置，并在终端储能控制系统，实现对光伏接入后功率及电压调节；
D4、Ⅳ型插座：
适用区域：多能源接入、综合能源建设区域；
功能要求：Ⅳ型插座为Ⅲ型插座的功能扩展，主要添加多能源控制系统，并在终端储能控制系统，实现对多种能源接入后的控制、优化、协调。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
1.本申请通过评估收集的区域内的屋顶朝向及当地的光照情况，分析光伏实际装机量与光伏发电量的关系，真实可靠的反映光伏的实际装机量；通过区域现状线路实际走径及其所挂接配变的容量和位置，收集各条10千伏线路上的年最小负荷数据和配变所接入的光伏容量数据，确定负荷点和分布式电源点的位置和容量，同时确定电网运行方式，然后在电网潮流软件中分析电气潮流，将电气计算结果和电网指标对比，获得不同的插座类型以适应不同光伏发展潜力及区域发展特点；
2.进一步地，本申请通过考虑不同区域光伏发展的潜力和特点，考虑不同插座的适用标准，以及光伏接入后对电网的影响，设计了适用于不同光伏发展特点下的插座类型；
3.进一步地，本申请通过将光伏发电与电网功能端归总合一，满足光伏的全额接入，保障光伏插座式接入的安全有序高效，进一步实现电力和信息的集中传输、统一管理。
附图说明
图1是本发明的一个具体实施例的选型方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种基于光伏优化接入的光伏插座选型方法，如图1所示，包括以下步骤:
S1、选定测算区域，整理测算区域的经纬度信息，收集测算区域内的所有屋顶信息，分析光伏实际装机量与发电量的关系，实现区域的光伏资源评估；
S2、收集测算区域内现状线路实际走径，及现状线路上所挂接配变的容量和位置，收集各条10千伏线路上的年最小负荷数据和配变所接入的光伏容量数据；
S3、确定电网的运行方式，在电网潮流软件中分析电气潮流；
S4、根据分布式光伏接入后10千伏电网安全标准处理计算的电气潮流结果，获得满足不同区域发展潜力及电网要求下的不同插座类型，同时作为插座的后期应用拓展依据。
在本申请的一个具体实施例中，步骤S1中，屋顶信息包括屋顶面积和朝向，利用电网GIS图和卫星扫描图导出区域建筑的屋顶信息，人工计算测算区域内不同朝向的屋顶面积。
对不同朝向的屋顶，每千瓦光伏需要的屋顶面积不同，根据光伏发展成熟地区的经验数据，分类计算得出区域所有屋顶的光伏装机容量，评估光伏资源。
在本申请的一个具体实施例中，光伏发展成熟地区的经验数据如下，朝阳的屋顶每千瓦需要12平方米，斜面的屋顶每千瓦需要16平方米，背阳面的屋顶每千瓦需要20平方米的屋顶。
在本申请的一个具体实施例中，分析光伏实际装机量与发电量的关系，包括以下步骤:
A1、计算理想情况下光伏初始总发电量与日照时间的关系：
初始总发电量＝光伏装机总容量*日照时间*365
其中，日照时间N用下式表达：
δ表示太阳的赤纬角，即太阳光线与地球赤道的交角，用下式表示：
δ＝23.45 sin(360*(284+n)/365)
式中，n表示一年中的第几天，为地理纬度；
即：初始总发电量＝光伏装机总容量*N*365；
A2、计算光伏实际装机量与总发电量的关系
考虑天气、温度、组件转换效率的情况下，根据光伏安装经验，即光伏年发电小时数，计算光伏实际装机量，用下式表示：
光伏实际装机量＝初始总发电量/光伏年发电小时数；
具体地，浙江地区的光伏年发电小时数，一般为1100小时，则浙江地区的光伏实际装机量＝初始总发电量/1100。
在本申请的一个具体实施例中，步骤S2中，从电网GIS系统中导出测算区域的相关10千伏中压线路数据信息，根据测算区域内的光伏实际装机容量，分配到测算区域内的各条线路上。
10千伏中压线路数据信息，包括10千伏中压线路的单线图、线路挂接配变的容量和位置、分析年的各中压线路的年最小负荷值。
在本申请的一个具体实施例中，步骤S3中，包括以下步骤：
B1、确定测算区域的电网运行方式；
B2、根据线路挂接配变的容量位置、分配位置、年最小负荷值，确定电网负荷位置、容量大小及线路上分配的分布式光伏的位置、容量大小信息，将其输入到电网潮流仿真软件中进行潮流计算分析；
B3、分析分布式光伏接入对配电网各项运行指标的影响。
在本申请的一个具体实施例中，步骤S4中，包括以下步骤：
C1、根据分布式光伏接入后10千伏电网安全标准，从电网的安全稳定运行角度出发，通过对电网线路进行潮流计算分析，分析线路参数是否满足相关电网指标的要求；
分布式光伏接入后10千伏电网安全标准如下：
电网指标1：电压偏差
《电能质量供电电压允许偏差》(GB12325-2008)对电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压的允许偏差进行了规定：10kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7％；
电网指标2：电压不平衡
《电能质量三相电压允许不平衡度》(GB/T15543-2008)电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2％，短时间不得超过4％；
C2、根据电气潮流计算得出的不同电网指标的结果分析，并考虑到光伏发展的不同区域特点，获得光伏优化接入下的光伏插座接入模型。
光伏插座包括以下四种：
D1、Ⅰ型插座，即标准插座：
适用区域：光伏集中接入但对电网影响不大的区域，如电网指标均满足要求的工业园区等区域；
功能要求：可用做10千伏用户配变或光伏发电并网接口，满足负荷和电源在功率流和信息流的双向传输和控制，具备用户负荷及分布式电源的数据采集、保护、控制功能；
D2、Ⅱ型插座：
适用区域：适用于城镇、农村等10千伏线路较长，光伏接入会带来电压升高越限的区域；
功能要求：Ⅱ型插座为Ⅰ型插座的功能扩展，主要添加自动电压控制装置AVC，并在终端配置控制系统，实现对光伏接入后的无功及电压调节
D3、Ⅲ型插座：适用区域：光伏大量接入电网无法消纳、即均不满足电网要求或增量配网区域；
功能要求：Ⅲ型插座为Ⅰ型插座的功能扩展，主要添加储能装置，并在终端储能控制系统，实现对光伏接入后功率及电压调节；
D4、Ⅳ型插座：
适用区域：多能源接入、综合能源建设区域；
功能要求：Ⅳ型插座为Ⅲ型插座的功能扩展，主要添加多能源控制系统，并在终端储能控制系统，实现对多种能源接入后的控制、优化、协调。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于光伏优化接入的光伏插座选型方法，其特征在于：包括以下步骤:
S1、选定测算区域，整理测算区域的经纬度信息，收集测算区域内的所有屋顶信息，分析光伏实际装机量与发电量的关系，实现区域的光伏资源评估；
S2、收集测算区域内现状线路实际走径，及现状线路上所挂接配变的容量和位置，收集各条10千伏线路上的年最小负荷数据和配变所接入的光伏容量数据；
S3、确定电网的运行方式，在电网潮流软件中分析电气潮流；
S4、根据分布式光伏接入后10千伏电网安全标准处理计算的电气潮流结果，得出满足不同区域发展潜力及电网要求下的不同插座类型，同时作为插座的后期应用拓展依据。
2.根据权利要求1所述的光伏插座选型方法，其特征在于：步骤S1中屋顶信息包括屋顶面积和朝向，利用电网GIS图和卫星扫描图导出区域建筑的屋顶信息，人工计算测算区域内不同朝向的屋顶面积。
3.根据权利要求1所述的光伏插座选型方法，其特征在于：步骤S1中，对不同朝向的屋顶，每千瓦光伏需要的屋顶面积不同，根据光伏发展成熟地区的经验数据，分类计算得出区域所有屋顶的光伏装机容量，评估光伏资源。
4.根据权利要求1所述的光伏插座选型方法，其特征在于：步骤S1中，分析光伏实际装机量与发电量的关系，包括以下步骤:
A1、计算理想情况下光伏初始总发电量与日照时间的关系：
初始总发电量＝光伏装机总容量*日照时间*365
其中，日照时间N用下式表达：
δ表示太阳的赤纬角，即太阳光线与地球赤道的交角，用下式表示：
δ＝23.45sin(360*(284+n)/365)
式中，n表示一年中的第几天，为地理纬度；
A2、计算光伏实际装机量与总发电量的关系
考虑天气、温度、组件转换效率的情况下，根据光伏安装经验，即光伏年发电小时数，计算光伏实际装机量，用下式表示：
光伏实际装机量＝初始总发电量/光伏年发电小时数。
5.根据权利要求1所述的光伏插座选型方法，其特征在于：步骤S2中，从电网GIS系统中导出所选区域的相关10千伏中压线路数据信息，根据测算区域内的光伏实际装机容量，分配到测算区域内的各条线路上。
6.根据权利要求5所述的光伏插座选型方法，其特征在于：所述10千伏中压线路数据信息包括10千伏中压线路的单线图、线路挂接配变的容量和位置、分析年的各中压线路的年最小负荷值。
7.根据权利要求1所述的光伏插座选型方法，其特征在于：步骤S3中，包括以下步骤：
B1、确定测算区域的电网运行方式；
B2、根据线路挂接配变的容量位置、分配位置、年最小负荷值，确定电网负荷位置、容量大小及线路上分配的分布式光伏的位置、容量大小信息，将其输入到电网潮流仿真软件中进行潮流计算分析；
B3、分析分布式光伏接入对配电网各项运行指标的影响。
8.根据权利要求1所述的光伏插座选型方法，其特征在于：步骤S4中，包括以下步骤：
C1、根据分布式光伏接入后10千伏电网安全标准，从电网的安全稳定运行角度出发，通过对电网线路进行潮流计算分析，分析线路参数是否满足相关电网指标的要求；
C2、根据电气潮流计算得出的不同电网指标的结果分析，并考虑到光伏发展的不同区域特点，获得光伏优化接入下的光伏插座接入模型。
9.根据权利要求7所述的光伏插座选型方法，其特征在于：10千伏电网安全标准，包括电网指标电压偏差、电压不平衡。
10.根据权利要求7所述的光伏插座选型方法，其特征在于：光伏插座包括：
D1、Ⅰ型插座，也叫标准插座：
适用区域：光伏集中接入但对电网影响不大的区域；
功能要求：可用做10千伏用户配变或光伏发电并网接口，满足负荷和电源在功率流和信息流的双向传输和控制，具备用户负荷及分布式电源的数据采集、保护、控制功能；
D2、Ⅱ型插座：
适用区域：适用于10千伏线路较长，光伏接入会带来电压升高越限的区域；
功能要求：Ⅱ型插座为Ⅰ型插座的功能扩展，主要添加自动电压控制装置AVC，并在终端配置控制系统，实现对光伏接入后的无功及电压调节；
D3、Ⅲ型插座：
适用区域：光伏大量接入电网无法消纳、即均不满足电网要求或增量配网的区域；
功能要求：Ⅲ型插座为Ⅰ型插座的功能扩展，主要添加储能装置，并在终端储能控制系统，实现对光伏接入后功率及电压调节；
D4、Ⅳ型插座：
适用区域：多能源接入、综合能源建设区域；
功能要求：Ⅳ型插座为Ⅲ型插座的功能扩展，主要添加多能源控制系统，并在终端储能控制系统，实现对多种能源接入后的控制、优化、协调。
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| JP7450522B2 (ja) | 2020-11-26 | 2024-03-15 | 三菱電機株式会社 | 太陽光発電出力推定装置、太陽光発電出力推定方法および太陽光発電出力推定プログラム |
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- 2019-04-24 CN CN201910335596.3A patent/CN110059974B/zh active Active
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| JP7450522B2 (ja) | 2020-11-26 | 2024-03-15 | 三菱電機株式会社 | 太陽光発電出力推定装置、太陽光発電出力推定方法および太陽光発電出力推定プログラム |
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| CN110059974B (zh) | 2021-08-13 |
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