中能論壇 | 促進(jìn)分布式光伏友好并網(wǎng)
來(lái)源：《中國(guó)電力報(bào)》 時(shí)間：2023-05-15 15:35
黎立豐 楊再敏 饒志
近年來(lái)，我國(guó)不斷推動(dòng)新能源發(fā)展，堅(jiān)持集中式和分布式開(kāi)發(fā)并舉，大力支持分布式新能源發(fā)展。2022年，我國(guó)光伏發(fā)電新增裝機(jī)8741萬(wàn)千瓦，其中分布式光伏新增裝機(jī)5111萬(wàn)千瓦，占比超過(guò)58%。分布式發(fā)展已成為我國(guó)光伏發(fā)展的主要方式。
大量分布式光伏接入將改變配電網(wǎng)的供電模式，其出力特性與電力電子設(shè)備特性也將對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)較大影響。因此，在其規(guī)?；l(fā)展的背景下，分析分布式光伏并網(wǎng)影響及完善并網(wǎng)技術(shù)要求十分迫切且必要。
分布式光伏規(guī)?；l(fā)展對(duì)電網(wǎng)的影響
從國(guó)內(nèi)外實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，分布式光伏接入對(duì)配電網(wǎng)的影響主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。
短路電流與繼電保護(hù)方面，一是分布式光伏接入改變了配電網(wǎng)潮流大小及方向，為配電網(wǎng)的繼電保護(hù)參數(shù)整定帶來(lái)困難；二是其提供的短路電流也會(huì)影響配電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置，可能導(dǎo)致斷路器誤動(dòng)或拒動(dòng)。
電壓水平方面，分布式光伏接入容易導(dǎo)致配電網(wǎng)電壓升高，變化幅度與分布式光伏接入容量及接入位置相關(guān)。一項(xiàng)針對(duì)澳大利亞南部500個(gè)分布式光伏站點(diǎn)的分析指出，并網(wǎng)點(diǎn)在大多數(shù)月份均出現(xiàn)了過(guò)電壓現(xiàn)象。
電能質(zhì)量方面，分布式光伏并網(wǎng)后可能導(dǎo)致配電網(wǎng)出現(xiàn)頻率偏差、電壓波動(dòng)、電壓閃變、電壓不平衡、諧波畸變和直流注入等一系列電能質(zhì)量問(wèn)題，影響部分設(shè)備正常運(yùn)行，甚至導(dǎo)致用戶遭受較大經(jīng)濟(jì)損失。
國(guó)內(nèi)外分布式光伏并網(wǎng)技術(shù)要求存在差異
國(guó)外部分國(guó)家和組織已經(jīng)先行出臺(tái)了一系列分布式新能源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。2017年，我國(guó)也發(fā)布了《分布式電源并網(wǎng)技術(shù)要求》，涵蓋了電能質(zhì)量、功率控制與電壓調(diào)節(jié)、啟停、運(yùn)行適應(yīng)性、安全、繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置、通信信息等內(nèi)容。目前，國(guó)際上暫未形成具有統(tǒng)一約束力的分布式新能源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。
從內(nèi)容上看，國(guó)際上不同國(guó)家或組織制定的并網(wǎng)技術(shù)要求是相似的，但分類標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)設(shè)置存在一定差異。例如，歐洲雖然制定了統(tǒng)一的發(fā)電機(jī)接入要求，但波羅的海、歐洲大陸、英國(guó)、愛(ài)爾蘭和北歐5個(gè)地區(qū)設(shè)定的容量閾值并不一致。歐洲大陸規(guī)定1000千瓦以上的電源需具備低電壓穿越能力，愛(ài)爾蘭則將該標(biāo)準(zhǔn)提高至100千瓦。此外，歐洲還允許各區(qū)域系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商在統(tǒng)一的并網(wǎng)技術(shù)要求上根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充或調(diào)整。從實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，歐洲的并網(wǎng)技術(shù)要求較好地適應(yīng)了不同區(qū)域電網(wǎng)承載能力以及分布式光伏發(fā)展實(shí)際情況。
隨著分布式光伏滲透率提升，其并網(wǎng)技術(shù)要求也在不斷提高。2012年，德國(guó)耗資近1.75億歐元，對(duì)超過(guò)31.5萬(wàn)臺(tái)10千瓦以上的分布式光伏逆變器進(jìn)行了改造，要求所有新建及現(xiàn)有的分布式光伏系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)短時(shí)的高頻（50.2赫茲）穿越。2020年，我國(guó)華東地區(qū)也開(kāi)展了分布式光伏涉網(wǎng)頻率核查整改，核查分布式光伏19.7萬(wàn)座，整改不達(dá)標(biāo)分布式光伏3.1萬(wàn)座，消除了大功率直流閉鎖時(shí)分布式光伏大規(guī)模無(wú)序脫網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)。歐洲最近正準(zhǔn)備修改小型發(fā)電設(shè)備并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，要求其逆變器具備無(wú)功功率控制能力，以滿足并網(wǎng)點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)的需求。美國(guó)亞利桑那州也在積極推廣高性能穩(wěn)壓穩(wěn)頻的逆變器，可根據(jù)配電網(wǎng)電壓偏差調(diào)節(jié)注入或吸收無(wú)功功率，從而維持配電網(wǎng)的正常電壓和頻率。
關(guān)于我國(guó)分布式光伏并網(wǎng)的建議
結(jié)合國(guó)內(nèi)外典型地區(qū)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)及我國(guó)電力系統(tǒng)與新能源實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)制定新能源并網(wǎng)要求、促進(jìn)分布式光伏友好接入提出以下3點(diǎn)建議。
一是既要保證并網(wǎng)要求相對(duì)統(tǒng)一，也要尊重區(qū)域間差異。從歐洲地區(qū)的并網(wǎng)技術(shù)要求來(lái)看，由于電力系統(tǒng)承載分布式新能源能力與其系統(tǒng)規(guī)模大小、區(qū)域間互濟(jì)能力有著緊密的聯(lián)系，因此不同規(guī)模電力系統(tǒng)對(duì)分布式新能源接入的相關(guān)參數(shù)需求也會(huì)存在較大差異。我國(guó)各區(qū)域電網(wǎng)規(guī)模、電源結(jié)構(gòu)及負(fù)荷特性不一，“一刀切”的管理方案難以避免因部分區(qū)域并網(wǎng)要求過(guò)低或過(guò)高，產(chǎn)生影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行或分布式光伏成本壓力較大等問(wèn)題。
建議在制定并網(wǎng)技術(shù)要求的過(guò)程中，首先統(tǒng)一同步電網(wǎng)中與頻率、有功功率控制相關(guān)的要求。這既有利于調(diào)度部門準(zhǔn)確掌握分布式電源運(yùn)行特性，制定更科學(xué)合理的運(yùn)行控制方案；也有利于在設(shè)備制造與調(diào)試驗(yàn)收等環(huán)節(jié)建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，有效降低非技術(shù)成本。其次，要充分考慮所制定要求與各區(qū)域源網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀的兼容性，為區(qū)域性的特殊需求留出優(yōu)化的空間。一方面可以在并網(wǎng)技術(shù)要求中，為各區(qū)域電力系統(tǒng)制定并列出差異化的適用參數(shù)；另一方面可以根據(jù)電源類別制定并網(wǎng)技術(shù)要求，其中電源類別劃分標(biāo)準(zhǔn)可由各區(qū)域電力系統(tǒng)自行研究制定。
二是把握新能源發(fā)展趨勢(shì)，動(dòng)態(tài)調(diào)整并網(wǎng)要求。除電力系統(tǒng)規(guī)模等影響因素外，新能源滲透率也對(duì)分布式新能源并網(wǎng)及并網(wǎng)技術(shù)要求有重要影響。因此在制定分布式新能源并網(wǎng)要求時(shí)，建議提前做好新能源資源評(píng)估工作，分析新能源發(fā)展條件，把握新能源發(fā)展趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀與規(guī)劃，研究梳理當(dāng)前必要與潛在并網(wǎng)技術(shù)要求，制定好分布式光伏并網(wǎng)要求的修訂計(jì)劃，并及時(shí)根據(jù)新能源發(fā)展情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以滿足源網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的需要。
三是有序分步探索分布式光伏運(yùn)行管理模式。新型電力系統(tǒng)將數(shù)字與物理系統(tǒng)深度融合，以數(shù)據(jù)流引領(lǐng)和優(yōu)化能量流、業(yè)務(wù)流，其中發(fā)電側(cè)將實(shí)現(xiàn)“可觀、可測(cè)、可控”。然而目前分布式光伏點(diǎn)多面廣，且其通信、控制等標(biāo)準(zhǔn)不一，實(shí)現(xiàn)難度較大；同時(shí)并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)快提高，可能給投資者帶來(lái)巨大的成本壓力。建議按照“新增全面可觀、重點(diǎn)區(qū)域可測(cè)、試點(diǎn)項(xiàng)目可控”的原則，綜合考慮分布式光伏項(xiàng)目接入電壓等級(jí)、并網(wǎng)規(guī)模、區(qū)域電網(wǎng)承載能力等因素，研究探索分布式光伏運(yùn)行管理模式，有序分步實(shí)現(xiàn)分布式光伏“可觀、可測(cè)、可控”。（作者單位：南方電網(wǎng)能源發(fā)展研究院新能源研究所）
責(zé)任編輯：沈馨蕊
