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
背景

报
内
Contents
容
Background
中心建设目标 Aim of NESC
中心研究成果
Facility in NESC
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.
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.
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 Centralized and 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
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 problems of Grid-connected PV station
电能质量问题
制定并网标准
Power Quality problems
电压无功问题
Voltage/Active Power problems
孤岛效应问题
Anti-islanding problems
继电保护问题
研究并网技术
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
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
 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;
 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).
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.
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
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
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
行政隶属
administrative
国网电力科学研究院
SGEPRI
职能
部门
Fuction
支撑
部门
科研
体系
检测
体系
support research
Monitor
依托单位
Support
产业
体系
industry
支持协作
Support cooperation
国家认监委
CNCA
行政管理
Administration
认可监督
Accreditation
国家能源太阳能发电
研发（实验）中心
NESC
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 to form a more complete development, testing and consulting
technology service system, and become the authority of solar grid-testing services.
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 .
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.
2 建设目标 Aim of NESC
发展方向
太阳能发电技术研究能力
目标
标准制定
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
• 在充分进行技术研究和开展检测服务的基础上，
太阳能发电技术研究中心。
深入研究行业标准的适用情况，积极参与国内
外太阳能发电行业标准的制定，成为国内行业
标准的主要制定者和牵头单位，成为在国际上
光伏系统并网试验检测能力
通过开展入网检测、技术研究、合作交流等，提升
有影响力的标准制定者。
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。
人才培养
• 在进行技术研究和检测认证的同时，中心将逐
步培养一批太阳能光伏发电方面的技术研究、
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
产品开发、工程服务、标准规范方面的专业技
站的并网提供检测试验、指标评判和资质认证，成
术人才队伍，为我国太阳能发电事业的健康发
为权威的太阳能光伏发电系统并网检测中心。
展提供人才支持。
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 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”
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
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
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防孤岛检测装置
1MW anti-islanding
1MW模拟电网
1MW grid
低电压耐受能力检测装置
LVRT
3 .1 检测平台 Test platform
地下一层高压室建设
high voltage laboratory B1
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
 测试能力
Test Capability
满足1MW光伏逆变器测试要求
1MW PV inverter
 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
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
3 .1 检测平台 Test platform
建筑屋顶光伏电站
BIPV光伏电站
Roof PV station
固定式小型光伏电站
Fixed small PV station
BIPV PV station
检
测
对
象
Testing object
跟踪式小型光伏电站
Tracking small PV station
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
 测试项目
Mobile weather station (irradiance, wind, humidity etc.)
Test Items
 电压/频率异常时的响应特性测试
 功率输出特性
Voltage/Frequency response
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
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 Institute
60kW roof PV station
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.
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.
3 .1 检测平台 Test platform
检
测
对
象
testing object
接入中高压电网的大中型光伏电站
Large PV grid-connection station
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
 测试项目
Mobile weather station (irradiance, wind, humidity etc.)
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
 通用性能测试
Anti-islanding
General performance
3 .1 检测平台 Test platform
1MW防孤岛检测装置
1MWAnti-islanding testing device
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
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.
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.
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
3.2 仿真平台 Simulation platform
屋顶光伏发电系统 PV roof system

系统总容量规划约为132kW 132kW Total capacity planning of system is about 132kW
设备名称 Device name
容量 Capacity
单晶硅光伏组件Monocrystalline silicon PV modules 36.26 kWp
多晶硅光伏组件Polycrystalline silicon PV modules
81.055 kWp
非晶硅薄膜组件Amorphous silicon thin-film modules 12.88 kWp
聚光组件 Condenser modules
1.8 kWp
 系统电池储能120kW/100kWh Battery Storage of system is 120kW/100kWh
设备名称 Device name
规格 Specification
锂电池组 Lithium battery group
100kW，60kWh
全 矾 液 流 电 池 储 能 系 统 All-alum
storage system
liquid energy
20kW，40kWh
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)
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)
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)
3.2 仿真平台 Simulation platform
并网仿真研究平台Research platform of grid simulation
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.
楼顶光伏阵列
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
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.
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
严把入网关
提高接纳能力
电网
公司
提供决策支持
奉献清洁能源
电站运
营商
政府&
社会
NESC
发电
集团
评估电站发电效率
增大投资回报率
设备制
造商
提供一站式检测服务
提升产品竞争力
谢谢！
THANKS！