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国家能源太阳能发电研发（实验）中心 NATIONAL ENERGY SOLAR CENTRE(NESC) 2010.09

光伏并网发电技术难题及入网检测 Technical problems and test of grid connected photovoltaic power generation. 国家能源太阳能发电研发（实验）中心 NATIONAL ENERGY SOLAR CENTRE(NESC) 2010.09. 汇 报 内 容 Contents. 背景 Background. 中心建设目标 Aim of NESC. 中心研究成果 Facility in NESC. 1 背景 Background.

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国家能源太阳能发电研发（实验）中心 NATIONAL ENERGY SOLAR CENTRE(NESC) 2010.09

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  1. 光伏并网发电技术难题及入网检测Technical problems and test of grid connected photovoltaic power generation 国家能源太阳能发电研发（实验）中心NATIONAL ENERGY SOLAR CENTRE(NESC)2010.09

  2. 汇 报 内 容Contents • 背景 Background • 中心建设目标Aim of NESC • 中心研究成果 Facility in NESC

  3. 1 背景 Background 国内太阳能发电发展形势逼人Fast development of PV challenges the grid operation • 近5年全球太阳能光伏产业年均增长49.5%，中国已经成为世界上最大的光伏电池组件生产国，2009年产量超过4000MW，约占世界产量的40%。 • Global annual average rate of PV is 49.5% in last 5 years( the year of 2008 );Largest PV producer in 2009 (more than 4000MW,40% of total PV cells worldwide); • 到2020年中国光伏发电的装机总量将达到2000万-5000万千瓦。 20GW to 50GW PV installed capacity in China by 2020.

  4. 1 背景 Background 国内太阳能发电发展形势逼人Fast development of PV challenges the grid operation • 2009年3月26日颁布光电建筑应用财政补助政策，7月26日颁布“金太阳示范工程”政策，敦煌10MW光伏项目成功招标，今年第二轮280MW特许权招标项目也刚刚落幕，这将大力推动我国太阳能发电大规模应用。 Optical construction applications financial assistance policy was published on March 26, 2009 ；“Golden Sun demonstration project” policy was published on July 26 ，2009； Dunhuang 10MW PV project successfully tendered； The second round of the 280MW PV project national tender has just ended;This will greatly promote the construction and large-scale photovoltaic power station building. • 国家电网公司积极响应国家新能源的发展战略，促进光伏发电大规模应用。 • State Grid Corporation of China (SGCC) positively response the development of national new energy strategy and promote large-scale photovoltaic applications.

  5. 1 背景 Background 太阳能发电快速发展对电网运行带来挑战 PV fast development Challenges the grid operation • 太阳能资源“规模开发，高压输送”与“分散接入，就地消纳”的开发模式，对电网安全稳定运行带来巨大挑战，对电网优化配置资源的能力提出了很高要求。 • Both Centralizedand Decentralized in large-scale development mode challenges the grid operation and raises higher requirement for optimal allocation function of energy resources by the grid 迫切需求 need • 开展太阳能发电并网技术研究 • Research on technique of grid connected photovoltaic power generation • 制定并网的相关标准 • Research on standard • 建设并网检测能力 • Research on testing platform

  6. 1 背景 Background 急需解决太阳能电站并网带来的各种技术问题 urgent need to solve technical problemsof Grid-connected PV station 电能质量问题 Power Quality problems 制定并网标准 电压无功问题 Voltage/Active Power problems 孤岛效应问题 Anti-islanding problems 研究并网技术 继电保护问题 Relay Protection problems 安全稳定问题 Security and Stability problems 建设检测能力 ……………… • 通过标准规范太阳能电站及其部件满足的必须具备的并网技术指标 • 通过检测保证并网太阳能电站达到标准规定的指标要求 • 通过研究从系统规划设计和运行控制方面，规避太阳能电站的并网影响

  7. 1 背景 Background 国家各部委积极开展太阳能发电研究检测中心建设 • 2009年9月，国家能源局复函国家电网公司同意设立国家级太阳能发电研究检测中心, 定名为“国家能源太阳能发电研发(实验)中心”,“中心由国家能源局会同有关部门管理,依托国家电网公司,并由国网电力科学研究院负责具体建设和日常管理” 。 National Energy Administration officially approved to build the NSEC in Sept.2009. The centre will be in the charge of National Energy Administration in collaboration with related departments of government by the support of SGCC. The construction and daily management is undertaken by State Grid Electric Power Research Institute (SGEPRI). • 结合我国新能源发展战略，并根据国家能源局的要求，国家电网公司组织编写了《光伏电站接入电网技术规定》，同时配套使用的《光伏电站接入电网测试规程》也已通过评审，即将颁布。 State Grid Corporation of China (SGCC) formulated technical requirements (trial version) for grid connected PV stations in 2009 in order to guide the designing and planning of PV;

  8. 1 背景 Background 国家各部委积极开展太阳能发电研究检测中心建设 • 2010年7月，国家能源局为国家能源太阳能发电研发(实验)中心授牌。 National Energy Administration officially approved to award the NSEC in July 2010. • 2010年7月，国家能源太阳能发电研发(实验)中心正式运行。 • National Energy Administration officially operated formally in July 2010.

  9. 汇 报 内 容 Contents • 背景Background • 中心建设目标Aim of NESC • 中心研究成果 Facility in NESC

  10. 2 建设目标 Aim of NESC 中心总体目标 Orientation of NESC • 太阳能发电技术研究 Research in technology for solar power generation • 太阳能光伏发电系统并网许可检测 Grid Compliance test of PV systems • 太阳能光伏发电产品检测 Product test of PV systems • 太阳能发电产业化技术支持 Technical support for the industry • 太阳能发电技术人才培育 Personnel Training • 太阳能发电技术国际交流 National & international communication and cooperation

  11. 2 建设目标 Aim of NESC 组织机构及运行机制——中心隶属关系图 Organization 国家电网公司 SGCC 国家能源局 NYJ 国家认监委 CNCA 行政隶属 administrative 依托单位Support 行政管理 Administration 认可监督 Accreditation 国网电力科学研究院 SGEPRI 国家能源太阳能发电 研发（实验）中心 NESC 职能部门 支撑部门 科研体系 检测体系 产业体系 Fuction support research Monitor industry 支持协作 Support cooperation

  12. 2 建设目标 Aim of NESC 中心阶段目标 Center stage goal • 近期（到2010年底） • 结合国家能源政策，按照国家能源局的要求，积极开展太阳能并网技术研究、太阳能发电并网检测、太阳能光伏发电领域标准研究等工作，实现中心基本业务的全面开展，依托技术服务支撑国内太阳能产业。 • Start solar and network technology, solar power and network detection, the standard of the field of PV.To achieve the basic business center fully operational, to support domestic solar industry relying on the technical service. • 本阶段的目标是基本具备国际先进水平的科研、试验条件，拥有优秀的研发和检测人才队伍，建立结构合理和功能完善的管理体系，形成较为完整的研发、检测以及咨询等技术服务体系，成为我国权威的太阳能并网检测服务机构。 • The goal of this stage is toform a more complete development, testing and consulting technology service system, and become the authority of solar grid-testing services.

  13. 2 建设目标 Aim of NESC 中心阶段目标Center stage goal • 中期（2011年至2015年） • 中心将在相关政府部门指导下，组织相关企业及检测机构建立战略合作机制，扩展业务范围至前端产业链，开展相关研究、检测、标准化工作，积极主导国家太阳能产业技术标准的制定，积极开展科研成果的技术转让及产业化。 • Organize relevant enterprises and institutions to establish strategic cooperation mechanism detection, expand coverage to front-end chain, to carry out research, testing, standardization, leading national solar industry technical standard, to carry out technology transfer and industrialization of scientific research . • 本阶段的目标是使中心成为国内光伏发电研发（实验）机构的牵头单位，引领行业技术进步和促进产业健康发展，行业综合实力位居国内领先水平。 • The goal of this stage is to enable the center become focal institutions of domestic PV research and development (experimental), lead the technological progress and promote healthy development and comprehensive strength among the leading industry standard .

  14. 2 建设目标 Aim of NESC 中心阶段目标Center stage goal • 长期（2016年至2020年） • 中心将继续扩大组织结构合作机制，包括与国外机构开展相关合作，积极拓展国际业务；在光伏发电研究的基础上，开展光热发电关键技术研究；广泛开展国际技术咨询等技术服务；积极参与制定国际太阳能技术标准。 • Continued expansion organization cooperation mechanisms; Carry out the key technologies of solar thermal power generation; Carry out International technology consulting and other technical services extensively; Actively participate in setting international standards for solar energy technology. • 本阶段的目标是使中心发展成为国际著名的太阳能发电研发（实验）中心，国际太阳能产业技术标准的主要参与者，行业综合实力位居国际领先水平。 • The goal of this stage is to enable the center become the world's leading solar energy research and development (experimental) center and a major player of International solar energy industry technical standards, comprehensive strength among the leading industry standard.

  15. 2 建设目标 Aim of NESC 发展方向 目标 通过开展太阳能发电并网研究，具备完善的太阳能发电接入电网技术研究能力，将中心建成世界一流太阳能发电技术研究中心。 太阳能发电技术研究能力 通过开展入网检测、技术研究、合作交流等，提升光伏系统并网试验检测能力，成为我国权威的太阳能发电产品的独立检测中心。 光伏系统并网试验检测能力 并网光伏电站移动检测能力 提供与国际同步的检测系统与条件，为各类光伏电站的并网提供检测试验、指标评判和资质认证，成为权威的太阳能光伏发电系统并网检测中心。

  16. 汇 报 内 容 Contents • 背景Background • 中心建设目标Aim of NESC • 中心研究成果Facility in NESC

  17. 3 中心研究成果 Facility in NESC 3.1检测平台 Test Facility • 光伏系统并网试验检测平台 Indoor test facility for Grid-connected PV systems; • 光伏电站移动检测平台 Mobile test facility for PV stations; 3.2仿真平台 Simulation Platform • 数字仿真平台 Digital Simulation Platform • 动模仿真平台 Dynamic Simulation Platform 3.3金太阳数据中心 “Golden Sun Demonstration Projects” Data Centre • 在线监测“金太阳示范工程”光伏电站 To monitor PV stations under the plan of “Golden Sun Demonstration Projects”

  18. 3 .1 检测平台 Test platform 光伏系统并网试验检测 Indoor test facility for grid-connected PV inverters MW级光伏并网逆变器检测实验室位于浦口实验验证中心一楼检测大厅 First floor of Power Automation Technical Experimental Verification Centre

  19. 3 .1 检测平台 Test platform 光伏系统并网试验检测 Indoor test facility for grid-connected PV inverters

  20. 3 .1 检测平台 Test platform • 光伏系统并网试验检测平台主要设备 main equipments • 1MW光伏阵列模拟直流电流 • 1MW PV DC • 1MW模拟电网 • 1MW grid • 1MW防孤岛检测装置 • 1MW anti-islanding • 低电压耐受能力检测装置 • LVRT

  21. 3 .1 检测平台 Test platform 地下一层高压室建设 high voltage laboratory B1

  22. 3 .1 检测平台 Test platform • 测试项目 Test Items • 电压/频率异常时的响应特性测试Voltage/Frequency response • 功率控制特性测试Power control (active & reactive) • 低电压耐受能力测试LVRT • 防孤岛保护特性测试Anti-islanding • 电能质量测试Power Quality • 通用性能测试 General performance • 测试能力 Test Capability • 满足1MW光伏逆变器测试要求 • 1MW PV inverter

  23. 3 .1 检测平台 Test platform 小型光伏电站移动检测平台Mobile test facility for small PV stations • 40英尺标准集装箱，满足城市公路运输标准，现场配置使用灵活。 built in a 40 feet container car, flexible mobile performance. • 该平台于2010年1月份建成，4月份开展现场测试。 First test of PV station completed in April,2010 检测对象Testing object 容量200kWp以内，接入电压为380V的小型并网光伏电站。 200kWp/380V grid connected PV station

  24. 建筑屋顶光伏电站 BIPV光伏电站 检 测 对 象 跟踪式小型光伏电站 固定式小型光伏电站 3 .1 检测平台 Test platform Roof PV station BIPV PV station Tracking small PV station Fixed small PV station Testing object

  25. 3 .1 检测平台 Test platform • 搭载关键设备 Main test equipments (one truck container) • 电网扰动发生装置 Grid simulator • 防孤岛检测装置 Anti-islanding test load (R/L/C) • 电能质量分析仪 Power quality Analyzer • 移动气象站 Mobile weather station (irradiance, wind, humidity etc.) • 测试项目 Test Items • 电压/频率异常时的响应特性测试Voltage/Frequency response • 功率输出特性 Outpu power t performance • 防孤岛保护特性测试 Anti-islanding • 电能质量测试 Power quality • 通用性能测试 General performance

  26. 3 .1 检测平台 Test platform 小型光伏电站移动检测平台——现场测试 Small PV station mobile testing platform—on-site testing 浙江省电力试验研究院 60kW屋顶光伏电站 Zhejiang Electric Power Test & Research Institute60kW roof PV station

  27. 3 .1 检测平台 Test platform 小型光伏电站移动检测平台——现场测试 Small PV station mobile testing platform—on-site testing • 小型并网光伏电站的移动检测平台2010年1月建成，4月17日，在浙江省电力试验研究院屋顶60kWp光伏电站开展试测试，至4月24日，完成所有测试内容，试验获得圆满成功。 • Small-scale grid-connected PV power station's mobile detection platform in January 2010 completed on April 17, in the Zhejiang Province Electric Power Research Institute to carry out roof 60kWp test test photovoltaic power station, to April 24, to complete all the test content, test access success.

  28. 3 .1 检测平台 Test platform 大中型光伏电站移动检测平台 Mobile test facility for large PV stations • 20英尺标准集装箱，满足城市公路运输标准，现场配置使用灵活。 built in a 20 feet container car, flexible & mobile. • 检测对象Test Capability • 容量1.5MWp以内，接入电压为35kV/10kV的大中型并网光伏电站。 • 1.5MWp/35kV/10kV grid connected PV station.

  29. 检 测 对 象 接入中高压电网的大中型光伏电站 3 .1 检测平台 Test platform Large PV grid-connection station testing object

  30. 3 .1 检测平台 Test platform • 搭载关键设备 Main test equipments (one truck container) • 低电压故障发生装置Low voltage fault simulator • 防孤岛检测装置 Anti-islanding test load (R/L/C) • 电能质量分析仪Power quality Analyzer • 移动气象站Mobile weather station (irradiance, wind, humidity etc.) • 测试项目 Test Items • 有功/无功控制能力Power control (active & reactive) • 功率输出特性Output power performance • 电能质量测试Power quality • 低电压耐受能力LVRT • 防孤岛保护特性测试 Anti-islanding • 通用性能测试General performance

  31. 3 .1 检测平台 Test platform 1MW防孤岛检测装置 1MWAnti-islanding testing device

  32. 3 .1 检测平台 Test platform 1MW防孤岛检测装置 1MWAnti-islanding testing device 控制继电器 控制柜 电容负载

  33. 3 .1 检测平台 Test platform • 具备世界上最完整的MW级光伏并网逆变器全系列测试能力，包括防孤岛性能测试、环境测试、EMC测试、低电压耐受能力测试等； • With the world's most comprehensive MW Stage Photovoltaic Inverter full range of testing capabilities, including anti-islanding performance testing, environmental testing, EMC testing, low-voltage tolerance test; • 具备世界上最完整的MW级并网光伏电站移动测试能力。 • With the world's most comprehensive MW grid-connected PV power station grade mobile testing capabilities.

  34. 3.2 仿真平台 Simulation platform 数字仿真平台 Digital Simulation Platform 配置DIgSILENT、FASTEST等先进的电力系统数字仿真工具，已建立针对各类光伏部件的模型库，构建完备的光伏电站接入电网数字仿真平台。 DIgSILENT、FASTEST power system digital simulation tools, building different PV equipment models.

  35. 3.2 仿真平台 Simulation platform 动模仿真平台 Dynamic Simulation Platform 屋顶光伏实验平台与现有电力系统动模仿真平台相结合，已建成光伏电站接入电网的动模仿真平台。 Roof PV station connected to a power system dynamic simulation platform 动模仿真实验室 Dynamic Simulation Laboratory 屋顶光伏电站 PV station

  36. 系统总容量规划约为132kW 132kW Total capacity planning of system is about 132kW 3.2 仿真平台 Simulation platform 屋顶光伏发电系统 PV roof system • 系统电池储能120kW/100kWh Battery Storage of system is 120kW/100kWh

  37. 3.2 仿真平台 Simulation platform 屋顶光伏发电系统建设（三区） PV roof system construction (Third district)

  38. 3.2 仿真平台 Simulation platform 屋顶光伏发电系统建设（三区） PV roof system construction (Third district)

  39. 3.2 仿真平台 Simulation platform 屋顶光伏发电系统建设（四区）PV roof system construction (Fourth district)

  40. 数字仿真平台 + 动模仿真平台 Digital Simulation Platform+ Activity mimic real platform 具备开展光伏电站接入电网的基础理论及关键技术研究的能力。 具备为各种光伏发电工程项目提供技术咨询的能力。 PV power station with access to power to carry out the basic theory and key technology research. With a variety of photovoltaic power generation project to provide technical advisory capacity. 3.2 仿真平台 Simulation platform 并网仿真研究平台Research platform of grid simulation 楼顶光伏阵列

  41. 3.3 金太阳数据中心“Golden Sun Demo Projects” Data Centre • 研究目的 Main purposes • 在线监控 Monitoring • 在线研究 Research • 规划电站 Future PV station siting

  42. 3.3 金太阳数据中心“Golden Sun Demo Projects” Data Centre 金太阳示范工程集中监控系统 monitoring system of golden sun • 实现示范项目监管全过程的数字化，构建“看得见、查得到、管得住”的统一数据中心。 • The whole process of demonstration projects to achieve digital control, build the "visible, check , manage all" unified data centers. • 为国家和地方相关部门进行光伏电站建设开发以及产业引导方面的决策提供数据支撑。 • It provides data support for national and local relevant departments to construct PV power station and the decision-making of industry guide.

  43. 中心服务宗旨Service 提升电站稳定 减少电站维护 增大经济回报 提供决策支持 奉献清洁能源 电站运营商 政府&社会 电网 公司 NESC 严把入网关 提高接纳能力 设备制造商 发电集团 提供一站式检测服务 提升产品竞争力 评估电站发电效率 增大投资回报率

  44. 谢谢！ THANKS！

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