1、-1 -居民分布式光伏應用技術及安全培訓一、光伏發電工作原理（一） 交流電和直流電的基本概念交流電的大小和方向都隨時間變化而變化， 是按正弦波變化的，其變化頻率 為 50HZ50HZ ;直流電的方向則不隨時間變化，但大小可能變化，一般穩恒的直流電 其大小和方向都不變。直流電不按正弦波變化的，沒有頻率變化。（圖 1 1、2 2）（二） 交、直流變換的基本概念1.1.整流：將交流電變換成直流電的過程稱為整流（把正弦波變換成直線），把完成整流功能的電路稱為整流電路，把實現整流過程的裝置稱為整流設備或整2.2.逆變：將直流電變換成交流電的過程稱為逆變（把直線變換成交變方波， 頻率參考為50HZ50HZ

2、 ），把完成逆變功能的電路稱為逆變電路，把實現逆變過程的 裝置稱為逆變設備或逆變器。（圖 3 3）（三）光伏并網發電工作原理工作原理：光伏并網系統將光伏電池通過串并聯組成光伏電池陣列，將太陽能轉化為直流電能，再利用并網逆變器，將直流電轉化為交流電饋送電網。 光伏 并網系統根據其是否含有儲能設備分為可調式并網型光伏發電系統和不可調式 并網光伏發電系統（目前市本級居民光伏發電除新塍沙家浜楊建榮用戶為儲能可 調式并網型外，其他全部為不可調式并網光伏發電系統）。（圖 4 4）二、光伏發電系統的組成（一）光伏發電系統組成太陽能光伏發電系統主要由太陽能電池 （圖 5 5）、蓄電池（圖 6 6）、控制器（圖

3、 7 7）和逆變器（圖 8 8）等組成。太陽能電池：基于半導體的光伏效應，將太陽光輻射能直接轉換為電能， 送 蓄電池儲存或供給負載，是太陽能光電轉換的最核心的器件。-2 -蓄電池：儲存太陽能電池受光照時所發出的電能并可隨時向負載供電。控制器：控制整個光伏發電系統的工作狀態，并對蓄電池起到過充電保護、 過放電保護的作用。逆變器：把太陽能電池輸出的直流電變換成與電網相同電壓和頻率的交流電 同時還起到調節電力的作用。無論是住宅并網光伏系統還是集中式并網光伏系統，其核心技術是并網逆變器及其控制。目前市本級居民分布式光伏發電系統大部分不具備儲能設備，沒有配置蓄電池，而是直接發電供負載使用或上網。（二）光

4、伏發電系統逆變器的特性要了解并網與離網概念1.1.并網。是指發電系統與市電電網有直接的電氣連接，并網型光伏發電系 統是指將光伏電池輸出的直流電能通過功率變換裝置與電網連接在一起，可以向電網輸送有功功率和無功功率的發電系統， 一般包括光伏陣列、控制器、逆變器、 儲能控制器、儲能裝置等。2 2 .離網。是指發電系統與市電電網沒有直接的電氣連接，離網型光伏發電 系統是指將光伏電池或儲能設備輸出的直流電能通過功率變換裝置，單獨直接供給負載使用。3.3.光伏逆變器類型。光伏系統能否并網取決于光伏逆變器，與光伏板本身 無關，光伏逆變器可分為離網型和并網型。并網型逆變器指的是逆變器需要在電網的支持下才能正常

5、運行，在逆變器正常運行時，需要電網對其做頻率、電壓的參考，在這種情況下電網一旦斷電、參 考消失，在外界沒有交流信號的前提下并網逆變器會自動保護關機，那么逆變器也就無法正常發電（這是并網型逆變器具有孤島保護功能的一個特點）；而離網型逆變器不需要電網支持，電網一旦斷電，離網型逆變器仍可自己運行發電。三、居民光伏發電接入方式居民分布式光伏是指自然人利用擁有使用權的房屋、建筑物、非農耕土地等 場所，建設以-3 -380/220V380/220V 電壓等級接入電網的光伏發電系統。接入用戶內部可采用全部上網、全部自用、自發自用余電上網三種方式，由-4 -用戶自行選擇。目前居民光伏按接入方式可分為直接接入公

6、用電網的居民光伏電 站（電量全部上網）和接入用戶內部電網的居民分布式光伏 （電量自發自用余電 上網或全部自用）。（一）自發自用、余電上網方式“自發自用，余電上網”是指分布式光伏發電系統所發電力主要由電力用戶 自己使用，多余電量饋入電網。它是分布式光伏發電的一種消納方式。 對于這種 運行模式，光伏并網點設在用戶電表的負載側。主要設備：太陽能電池板若干、并網逆變器 1 1 臺、雙向（售電、上網）計量 表 1 1 只、光伏發電計量表（單向）1 1 只、并網專用開關（失壓開關）1 1 只、光伏 側刀開關 1 1 把、表前隔離開關 1 1 把。如（圖 9 9）所示：居居居居居居居居居居居居居居居居居居居

7、居居居低壓母線10K10K 線路用戶 1 1AY AY AY-0-0-o-0.38/0.22kV0.38/0.22kV 進戶線（接戶線）用戶（售電、上網）雙向計量電能表表前隔離開關分支開關I t用電設備產權分界點（二）全部上網方式孤島區域I_光伏發電計量電能（單向）低壓并網專開關用戶 3 3閘刀太陽能電護逆變器光伏發電系統I“全部上網方式”是指分布式光伏發電系統所發電力全額饋入電網，對于這種運行模式，光伏并網點設在用戶電表的負載側，接入點選擇在用戶售電關口計-5 -6 -量表計的前端。主要設備：太陽能電池板若干、并網逆變器 1 1 臺、雙向（售電、上網）計量 表 1 1 只 1 1 只、并網專

8、用開關（失壓開關）1 1 只、光伏側刀開關 1 1 把。如（圖 1010）所示:（三）用戶售電量、上網電量、發電量結算及配變臺區線損統計1.1. 自發自用、余電上網方式雙向（售電、上網）計量表：正向讀數為售電量（支付國家電費）、反向讀數為上網電量（支付上網電費）。光伏發電計量表（單向）：讀數為發電量（支付發電補貼）。2.2. 全部上網方式全部上網方式與現有用戶用電計量沒有關系雙向（售電、上網）計量表：正向讀數為售電量（光伏設備用網電的電量）、 反向讀數為上網（發電）電量。居居居居居居居居居居居居居居居居居一00-0-O低壓母線-一O-。一0用戶 1 100-0-0-0用戶 2 2用戶 3 3孤

9、島區域0.38/0.22kV0.38/0.22kV 進戶線（接戶線）表前隔離開關產權分界點j表前隔離開關1r分支開關低壓并網專用開關閘刀并網點用電設備用電計費電能表（單向）用戶 （售電、 上網 雙向計量電能表-7 -居居居居居居居居居居居居居居居居居居居居居居-*0 -0OOO低壓母線用戶 1 1孤島區域用戶 3 30.38/0.22kV0.38/0.22kV 進戶線（接戶線）5表前隔離開關光伏發電- 計量電能（單向）低壓并網專用r開關 閘刀并網點3.3.配變臺區線損統計（圖 1111 ）光伏用戶臺區線損計算分析圖供電量=配變終端正向電量（ A） +光伏用戶反向上網電量（B1+B2+B3 ）售

10、電量=配變終端反向電量（ B） +用戶正向電量（A1+A2+A3）線損率二（供電量-售電量）/供電量*100%四、并網光伏發電系統對配電網的影響（一）孤島效應安全問題1 1 .光伏發電孤島效應光伏系統等分布式電源接配電網后，可能會產生一種新的運行方式一孤島運行，即電網失壓時，光伏系統仍保持對失壓電網中的某一部分線路繼續供電，這種現象叫光伏發電孤島效應，如 （圖 1212 ）所示：客戶2止向AB向A AB3B3向配變終端（計量關口）反向B1客戶110KV10KV 線路用戶 2 2用戶（售電、上網）雙向計量電能表產權分界點光伏發電系統I_4-_I-8 -2 2 .孤島效應可能造成以下危害或不利影響

11、：（1 1）危及配電網檢修維護人員和用戶的人身安全。（2 2） 與孤島地區相連的用戶供電質量受影響（頻率和電壓偏出正常運行范 圍），用電設備損壞。（3 3）孤島內部的保護裝置無法協調。（4 4 ）電網供電恢復后會造成相位不同步。（5 5）孤島電網與主網非同步重合閘造成操作過電壓。（6 6）單相分布式發電系統會造成系統二相負載欠相供電。3 3 .光伏發電系統防（反）孤島常用設備（1 1） 并網逆變器（圖 8 8）:電網一旦斷電，并網逆變器自動保護關機，逆變器就無法正常發電。恢復并網時，在系統電壓頻率恢復正常后，光伏系統需要經過一個可調的延時時間后才能重新并網,這個延時一般為 20s20s 到 5

12、 5 min,min,取決 于當地條件。（2 2） 并網專用開關（圖 1313）:具備失壓跳閘及檢有壓合閘功能，實現對線 路的保護。此開關要求易于操作、可閉鎖、且具有明顯斷開點。上述二個設備在電網失壓時，光伏系統必須在規定的時限（0.5s0.5s2s2s）內與電 網斷開，防止出現孤島效應。（3 3） 防誤雙投刀開關（圖 1414）:適用于并、離網型逆變器的發電系統，用 于切換并網與離網模式的電源。（二）對電能質量的影響光伏系統通過逆變器并網，易產生諧波、三相電流不平衡；輸出功率的隨機性易造成電網電壓波動、閃變。分布式光伏直接在用戶側接人電網， 電能質量 可能直接影響用戶電器設備的安全。1.1.

13、 引起電壓波動。光伏系統的發電功率隨太陽輻照度而變，可能會造成配電 線路的電壓波動和閃變，若跟負荷改變疊加在一起，將會引起更大的電壓波動和 閃變。2.2. 注入諧波電流。由于光伏系統的能量轉換具有間歇性和不穩定性，且光伏系統采用電力電子換流器的分布式發電單元， 不可避免地會對系統注入諧波電 流，諧波電流注入同時引起系統電壓畸變。-9 -（三）對供電可靠性的影響現有低壓配電網系統主要是中性點接地，單側電源輻射型供電。光伏并網后， 使配電網從放射狀結構變為多電源結構，改變了傳統配電網功率單向流動的狀況，潮流、短路電流、剩余電流的大小、流向以及分布特性均發生改變，增加配 電運行及供電可靠率的復雜性。

14、五、 居民分布式光伏系統運行管理（一） 臺賬管理。各供電所應建立分布式光伏用戶臺賬，具體內容：用戶名（戶號）、光伏項目名稱、消納方式、光伏裝機容量（千瓦）、電力用戶受電容量 （千伏安）、并網接入電壓等級、變電所名稱、并網線路名稱、接入點數目、接入 點具體位置、接入點容量、并網投運日期、聯系方式、光伏設備運行檢查情況、 檢查日期等。（二） 運行檢查。各供電所對居民分布式光伏用戶開展并網運行檢查， 每年 不少于兩次。檢查中發現居民分布式光伏用戶存在不符合 并網調度（運行）協議 或威脅電網安全的情況，各供電所應及時發送整改通知單，限期整改。（三）安全標識。各供電所應在連接光伏系統和電網的專用低壓開關

15、柜、接入點處設置醒目標識，標識應標明 “雙電源”或“光伏發電”等提示性文字和 符號；在 PMS2.PMS2.0 0配變臺區低壓線路相應的桿位、接入點處應有明顯的警示圖形 標志。六、 光伏用戶區域配電網施工及檢修安全措施光伏系統等分布式電源的接人給配電網的施工與檢修維護帶來了很大的影 響，由于難以對眾多的分布式電源進行控制，停電檢修計劃安排的難度增加，配電網現場作業安全風險加大，可能危及檢修維護人員的生命安全。因此，必須結合實際， 嚴格執行國家電網公司電力安全工作規程 （電力線路部分）的 相關規定，確保安全作業，重點是嚴格執行保證安全的組織措施和技術措施。（一）保證安全的組織措施1 1 嚴格執行

16、現場勘察制度。由于配電網存在光伏系統等分布式電源，形成 雙電源或多電源， 配電網檢修施工現場環境更加復雜，安全風險加大，工作票 簽發人應組織進行現場勘察。勘察清楚需要停電的范圍、保留的帶電部位 （包括光伏系統等分布式電源設 備情況及作-10 -業現場的條件、環境及其他危險點、制訂預控措施；對危險性、復雜 性和困難程度較大的作業項目，應編制組織措施、技術措施、安全措施。2 2 .嚴格執行工作票制度。使用電力線路第一種工作票的， 在“安全措施” 欄中，應將光伏系統等分布式電源接人電網的開關或刀閘（表前隔離開關）拉開，并在合適的位置掛接地線（如啟用低壓母線反孤島接地閘刀，則應嚴格按 照運檢部門制定的

17、操作規程執行）。3.3.嚴格執行工作許可制度。配電線路停電檢修，工作許可人應在線路可能 受電的各方面（含并網光伏系統等分布式電源 ）都拉閘停電，并掛好操作接地線 后，方能發出許可工作的命令。4 4 嚴格執行工作監護制度。光伏系統等分布式電源并人電網后 ，配電線路 工作應屬于（安規2.5.22.5.2 規定的“有觸電危險、施工復雜容易發生事故的工作”，所以，工作票簽發人或工作負責人應增設專責監護人和確定被監護的人員。（二）保證安全的技術措施1 1.停電。接有光伏系統的配電網，進行配電線路停電作業前，應做好下列安全措施：斷開光伏系統與電網連接的斷路器（開關）和隔離開關（刀閘）；停電設 備應有明顯的

18、斷開點，若無法觀察到停電設備的斷開點，應有能夠反映設備運行狀態的電氣和機械等指示；可直接在地面操作的斷路器（開關）、隔離開關（刀閘） 的操動機構（操作機構）上應加鎖，不能直接在地面操作的斷路器 （開關）、隔離 開關（刀閘）應懸掛標示牌。2 2 .驗電。在停電線路工作地段裝接地線前應先驗電，驗明線路確無電壓。 驗電時，應使用相應電壓等級、合格的接觸式驗電驗電。3 3 裝設接地線。線路經驗明確無電壓后，應立即裝設接地線并三相短路。各工作班工作地段各端和有可能送電到停電線路工作地段的分支線（包括用戶）-11 -都要驗電、裝設工作接地線。工作接地線應全部列人工作票，工作負責人應確認 所有工作接地線均已

19、掛設完成方可宣布開工。4 4 懸掛標示牌和裝設遮欄（圍欄）。在一經合閘即可送電到工作地點的斷路 器（開關）、隔離開關（刀閘）及跌落式熔斷器的操作處，均應懸掛“禁止合閘，線路有人工作！”或“禁止合閘，有人工作！ ”的標示牌。七、新塍鎮沙家浜村光伏用戶安全隱患分析（一）光伏發電客戶基本信息居民光伏發電客戶戶號：00036724530003672453，戶名：楊建榮，用電地址：新塍鎮 沙家浜行政村嘉塍公路沙家浜小區 1 1 號一一門牌 2828 號，用電性質：城鄉居民用 電。首次辦理居民光伏發電并網時間為 20142014 年 8 8 月 1111 日。此后于 20152015 年 7 7 月份，由

20、秀洲區光伏辦投資及試點，改換了原并網逆變器，安裝了儲能型逆變器， 現場配置了 4 4 組蓄電池儲能設備，以并網和離網二種工作模式進行光伏儲能發 電。（二）現場光伏設備及電氣接線情況（圖 1515）新沙家浜村暢建榮（SW3672453）躲光伏月尸烈默戦用帆刪就姍） 一一If用電設初川戶曲上即ilWS- : :- K K1 1-單向）-洌-H-増 m電HKUi 1池2xI：ON-GRID!K) kBACKMW】泄夠軸廉綁軸西說晉箇麗切丿JU：燃井網曲 詵壓并知r黑:17jSSt：is光規痂療纜*I L_L_Jx_-12 -1 1 設備構成（1 1） 光伏發電系統： 太陽能電池板若干、 江蘇產的 G

21、OODWEGOODWE 雙向儲能逆 變器 （GW5048D-ESGW5048D-ES）1 1 臺、直流斷路器（CM3DC-250CM3DC-250，充電開關）1 1 臺、蓄 電池 4 4 組。（2 2 ）并網回路：雙向（售電、上網）計量電能表1 1 只、光伏發電計量電能表（單向）1 1 只、并網專用開關（失壓開關 HLM1-100Y/230HLM1-100Y/230）1 1 只、刀開關（220V*60A220V*60A 膠木閘刀）1 1 只。（3 3）離網回路：空氣開關（C45NC45N）1 1 只。（4 4）用電回路：漏電開關 1 1 只、熔斷器 1 1 套、用電設備若干。2.2.光伏發電系

22、統運作方式（1 1）通過現場檢查，發現楊建榮用戶采用了帶雙向儲能功能的逆變器進行光伏儲能發電，而不是使用常規的并網逆變器進行光伏發電。從現場檢查及相關 參考資料得知，此光伏發電裝置具有雙向儲能功能， 可以通過光伏發電、市電對 蓄電池進行充電。在市電正常狀態下，可以用光伏發電、蓄電池放電等并網模式 給負載供電，多余電量可以上網；在電網故障時，太陽能可繼續發電，切換到離 網模式繼續給負載供電。（2 2）通過現場檢查，并網與離網模式切換的操作為：在并網模式進行發電 及用電時，用手工方式合上用電回路上的漏電開關， 同時拉開離網模式回路上的 空氣開關；反之，當電網故障在離網模式進行發電及用電時， 用手工

23、方式拉開用 電回路上的漏電開關，同時合上離網模式回路上的空氣開關。（3 3）通過現場檢查，二種工作模式互相切換的二只開關（漏電開關、空氣 開關）不具備機械閉鎖或電氣閉鎖功能。（三）存在的問題1 1 雙向儲能逆變器不具備防（反）孤島功能。使用常規的并網逆變器進行光伏發電時， 其反孤島裝置為并網逆變器和并網 專用失壓開關，當電網故障失壓時，觸發并網逆變器反孤島裝置及并網專用失壓 開關跳閘，阻止光伏繼續向電網送電。但是，目前現場安裝的雙向儲能逆變器在 電網故障時仍可工作，它不具有常規并網逆變器反孤島功能。2 2 .并網專用開關功能缺-13 -根據嘉電運檢20132013381381 號居民光伏接入系

24、統典型方案、居民光伏 接入系統典型設計的有關要求：并網點應安裝易操作，具有明顯開斷指示、具 備開斷故障電流能力的低壓并網專用開關， 專用開關應具備失壓跳閘及檢有壓合 閘功能。但是根據調查，目前安裝在沙家浜小區的大部分光伏用戶的并網專用開 關只具備失壓跳閘功能，而缺失檢有壓合閘功能，當電網復電時僅靠人工到現場 進行推送。3 3 .切換開關沒有相互閉鎖通過現場檢查，二種工作模式互相切換的二只開關（漏電開關、空氣開關） 沒有相互閉鎖功能，按現場記錄在配電箱上的文字操作順序， 用人工方式切換并 網與離網模式的電源，存在較大的安全隱患。4 4 .存在著光伏發電量虛增的可能此光伏發電裝置具有雙向儲能功能，

25、 可以通過光伏發電對蓄電池充電，也可 以用市電通過逆變器對蓄電池充電。這樣通過光伏發電表的電量含有市電充電后 的發電量，可能造成光伏發電量虛增，光伏發電補貼計量不準確等情況。（四）擬整改建議1 1.應確定雙向儲能逆變器（具有并網、離網功能）是否可以準入到嘉興供 電公司分布式光伏設備應用范圍。2 2 .建議推廣具備失壓跳閘及檢有壓合閘功能的并網專用開關。3 3 .在漏電開關下樁及熔斷器上樁間安裝一具防誤雙投刀開關，以解決由于 二開關沒有相互閉鎖而引起的安全隱患，如 圖 1515 :-14 -楸后的接鄭工八、居民光伏發電項目現場驗收要求具體的并網驗收流程、并網驗收項目及要求可按照 國網嘉興供電公司分布 式光伏發電并網驗收實施細則（試行）的通知（嘉電規201320131616 號）的相關要 求實施。目前各供電所進行現場驗收時應著