并网技术的新突破促进中国光伏大规模发展

摘要： 目前中国正在计划大力发展太阳能和其他的可再生能源，特别是现有的并网解决方案进一步加快了可再生能源的联网与消费。美国超导公司新推出的并网技术可以解决中国电网目前面临的几个主要问题，比...

现状

中国是全球最大的光伏组件生产国，尽管所生产的光伏组件主要出口国外，但光伏并网问题成为近期市场讨论的重点。2009年中国出台了一系列的关于发展光伏产业的政策和补贴方案，包括光伏厂开发的公开招标要求，太阳能屋顶计划，金太阳计划等。这些新的规定都是为了更好的发展大规模光伏厂和城市光伏屋顶系统。

中国设定了可再生能源目标

中国政府认识到，如果要完成可再生能源目标，必须解决并网问题。中国可再生能源法和可再生能源中长期发展规划都明确列出2020年中国太阳能发展目标是20吉瓦。中国政府为了推广可再生能源发展，已经开始出台新的规定，包括扩大可再生能源的上网规定;开发先进的技术，如智能电网;建立每年的可再生能源消费目标基准和相关的执行计划;政府建立基金支持可再生能能源技术的研发。

绝佳的时间

目前中国正在计划大力发展太阳能和其他的可再生能源，特别是现有的并网解决方案进一步加快了可再生能源的联网与消费。美国超导公司新推出的并网技术可以解决中国电网目前面临的几个主要问题，比如由能源需求和发电之间的不平衡引起的频率和电压偏移。

现代化的，可靠的并网方案完全不同于中国和其他国家配置的传统设备，下面将进一步介绍美国超导公司推出的现代鲁棒性并网解决方案SolarTie?? 并网技术系统。目前中国使用的大多数逆变器都是有限的商业和工业应用单机，对大规模的光伏电厂来说，类似设备缺少所要求的技术特性和详细说明。这类型的逆变器一般都是安装在室内，缺少鲁棒性，而且在需要支持电压和无功时，不能保证可再生能源不脱网，而且不能支持电网或提高电网的稳定性。光伏厂业主在面临损失的同时，用户可能面临电网质量问题或断电。另外，业主可能会因为不向电网输电或没有输送足够的合同规定的电力而面临罚款。

中国已经公布了其发展新能源的目标，而且并网规定也在进一步更新。我们可以看到市场上出现了更新更先进的技术。中国官方已经发布了省级光伏电厂并网技术规范，其中对电厂电力控制、功率因数范围和电压调节都做了详细的规定，包括规定在系统发生扰动时要求有动态无功补偿，在电网发生波动，如低电压穿越和频率扰乱时，有足够的容量承受这些波动。大规模可再生能源发电厂的并网对电网稳定性造成威胁一直是阻碍可再生能源发展的一个主要因素，所以这些并网规范对规划中就显得很重要。相关的解决方案，如美国超导公司的SolarTie的鲁棒性性能都非常好，足以满足各个并网标准。

最先进的技术是什么?

可再生能源并网在并网标准中得到了全面正确的诠释，对于选择安装何种设备，何种控制系统都具有参考作用。电网管理支持、无功补偿和稳定并网也是电力公司对太阳能发电厂的要求。另外大规模太阳能发电厂开发商必须满足电力公司的并网要求，并且还要考虑平衡电力以达到成本最经济。

从运营角度看，在电网发生扰动时能够积极支持电网的太阳能电厂是最佳选择。当扰动发生时，这些太阳能发电厂可以帮助电网恢复，并且在最需要的时候保持联网状态。这样的方案需要配置动态无功补偿方案，比如美国超导公司的D-VAR?? 系统。D-VAR 的现代型号容易配置，专为电厂设计，功率因素平衡，反应速度快，而且在发生发生突然故障，如低落、浪涌、频移、瞬时高低电压情况时，可以积极地支持电网。

全球最尖端的解决方案都再采用逆变器和无功原件，通过使用”智能电网”接口在并网点提供精确地调节。无功/有功功率的的配送和额外的控制可以管理附属的投切电容器或者电控器，如果需要，可以应用到个宽泛的电网的电压调节中。

市场现状

美国超导公司是目前全球提供最多可再生能源并网解决方案的企业。全球10%的风力发电厂是美国超导公司的并网解决方案支持的。全球70多个风电场配置了美国超导公司的D-VAR 解决方案以满足当地的并网要求。

美国超导公司的D-VAR无功补偿 解决方案符合可再生能源并网的事实标准。该技术先进的电力电子解决方案可以为交流电网提供动态电压控制，功率因数调节，事件后无功补偿以稳定电网，并防止电压跌落等事件发生。美国超导公司的D-VAR解决方案也进一步提高了可再生能源发电厂，如风场的整体效益。这些智能电网解决方案可以检测到并通过动态地向电网注入超前和滞后的无功来瞬时补偿电压扰动。

美国超导公司在中国可再生能源市场上的经验使其独树一帜。美国超导公司在中国的员工就超过了250人，组要从事销售、应用支持、工程、生产、服务登工作以更好地服务客户。公司的风机变流器在市场上得到了广泛的应用。最近安装国家电网的D-VAR系统主要用于解决风场并网问题，安装在南方电网元谋220千伏变电站的D-VAR主要用于改进电网质量。

太阳能具体的解决方案

充分利用太阳能发电要求广泛的应用解决方案，比如单独太阳能发电厂的逆变系统通过注入或吸收无功来保证发电厂不脱网以支持和稳定电网电压。所以，功率因数的真稳定控制和动态控制是并网系统特殊目的的标志性活动。在大多数可取的解决方案中，“智能电网”接口可以回应外部命令设置并网点的功率因数。这样的接口可以控制单独发电厂逆变器的功率因数，并命令额外的无功功率装备。如果安装的是系统的一部分，可以实现所要求的稳态控制目标。瞬时电压控制可以在半周波内检测到不能给回应电网的扰动，这可以在并网点实现。有了这样的解决方案，并网点的变动可以通过无功支持得到补偿，并控制并网点的电压到规定的范围，并最大化发电收入。

和风力发电厂一样，太阳能发电厂也要求无功补偿。为了满足严格的并网标准，美国超导公司专为大规模光伏发电厂设计了并网解决方案SolarTie系统。这是一种鲁棒式的并网解决方案可以最大化发电厂效率并最小化运营成本。另外，SolarTie的环境鲁棒性和可靠性允许开发商和运营商在前期后后期维护的成本得到进一步的降低。SolarTie结合了美国超导公司PowerModule 功率变流器和D-VAR 无功补偿的技术，使其成为光伏发电厂开发商可选的第一个全优化的并网解决方案。该系统是唯一一个可以在半周波内(少于16毫秒)检测到并处理掉电网扰动的设备，使得太阳能发电厂可以完全满足并网要求。SolarTie 逆变器把直流逆变到交流是最优化的解决方案，可以完全在系统内实现动态无功补偿和电压稳定。这样的系统免去了开发商购买其他额外的昂贵的设备。

近期趋势

风电和太阳能在能源中的比例会逐渐增加，因为这些资源的重要性铸件加强，系统运用上的目标是安装相似的无功和电压支持设备，并不影响现有设备。大规模可再生能源发电厂的动态无功补偿能力被认为是必须的。总体而言，希望太阳能业会和风电一样，采用相似的技术和绩效标准。

另外，和风电标准一样，太阳能发电厂应该也有相应标准出台，因为电力市场趋向于提高太阳能的应用。也就是说，会有严格的类似风电并网标准的太阳能并网标准出台，要求低电压穿越啊，稳定性，电压支持，变化控制等要求。有远见的太阳能发电厂开发商应该在设计阶段和设备选择阶段就开始考虑这些要求以满足现有的和将来的并网的要求。