分布式光伏发电对电网的影响及应对措施

发表时间:2020/5/21   来源:《电力设备》2020年第3期   作者:杨喆1 2
[导读] 摘要:近年来,在国家相关政策驱动下,分布式光伏电源在全国各地持续保持高速增长,随着分布式光伏装机不断增加,对电网运行的影响呈现“局部向全局发展、配电网向主网延伸”的趋势,对电力平衡、无功调节、电能质量控制、营销业务管控等提出了更高要求,给配电网调度运行带来了新的挑战。
        (1.国网山东省电力公司烟台供电公司  山东烟台  264000;2.上海电力大学  上海杨浦  200090)
        摘要:近年来,在国家相关政策驱动下,分布式光伏电源在全国各地持续保持高速增长,随着分布式光伏装机不断增加,对电网运行的影响呈现“局部向全局发展、配电网向主网延伸”的趋势,对电力平衡、无功调节、电能质量控制、营销业务管控等提出了更高要求,给配电网调度运行带来了新的挑战。
        关键词:分布式光伏发电;影响;对策
        一、分布式光伏发电并网对电网的影响
        1.1配电网运行特性发生改变
        随着分布式光伏发电、储能、微电网的发展,配电网由“无源网”逐步发展为“有源网”,配电网运维管理更加复杂。局部高比例分布式光伏发电接入,使电网下网潮流变轻,甚至出现倒送,严重时导致部分地区网供负荷特性发生变化(网供负荷低谷出现在白天用电高峰期,此类现象在江苏、安徽已经出现)。
        1.2电网电力平衡难度增大
        在现有技术条件下,大多数地(县)调不具备分布式光伏发电监视和出力预测能力,常规负荷预测无法计及分布式发电的影响,特别是分布式光伏发电高比例接入地区,对负荷预测准确度的影响较为明显,电网大多数时段需要预留更多的备用容量以应对分布式光伏发电出力的变化。分布式光伏发电与集中式光伏发电、风力发电相互叠加,导致局部地区白天负荷低谷时段调峰难度加大,节假日期间更为突出。
        1.3电网调频调压性能下降明显
        (1)分布式光伏发电多采用恒功率因数(cosφ=1)运行,不提供无功功率,在电力大发期间,其集中并网地区下网潮流变轻,甚至倒送,使系统局部地区电压抬升明显。如遇节假日,负荷低谷效应叠加,电压存在越限可能,严重时可能导致电源脱网。
        (2)随着分布式光伏发电并网容量的快速增长,大量负荷就地平衡,对网供负荷增长的抵消效应明显,相当于替代了部分常规机组。但分布式光伏发电在故障期间不能提供有效的无功支撑,造成动态无功支撑不足,暂态电压水平逐渐降低,严重时导致电压长时间凹陷。
        (3)分布式光伏发电只向电力系统提供随光资源变化的有功功率,不具备适应电网频率波动的自适应调节能力。在发电结构中,随着常规电源比例的下降和分布式电源的上升,系统频率调节能力呈下降趋势。
        1.4增加了继电保护的复杂性
        大量分布式光伏发电接入,改变了配网潮流规律和网供负荷特性,配电网故障特征发生较大变化,致使继电保护整定计算及运行管理更加复杂。
        (1)增加保护整定难度。故障时,分布式光伏发电短时间保持低电压穿越运行状态,将持续提供故障电流和恢复电压,增加了线路重合闸和备自投失败的风险。仿真结果表明,当分布式光伏发电容量占比超过20%时,将出现因不满足无压条件而导致备自投失败的情况。
        (2)对保护配置提出更高要求。随着分布式光伏发电的高比例接入及供电可靠性要求的不断提高,配电网结构日趋复杂,传统单端保护不能满足运行要求,将逐步应用以光纤差动为代表的快速保护。
        1.5对电能质量产生影响
        分布式光伏发电高比例接入地区,变流器等电力电子元件大规模接入电网,易导致谐波、电压闪变、三相不平衡等电能质量指标超标。此种情况,山东尚未出现,但在浙江嘉兴部分分布式光伏发电集中并网点已出现过电压闪变、谐波畸变率等指标超标的案例。


        二、促进分布式光伏发电与电网和谐发展的应对措施
        2.1健全分布式光伏发电建设规模管理机制。一是各地市供电公司与当地能源管理部门对接,制定本地区分布式光伏发展规划,明确分布式光伏年度建设规模、建设任务、结构和布局,制定分布式光伏发电年度建设实施方案及并网服务措施。二是促请政府相关部门及时制定相关标准,明确本地区负荷条件和接纳限额,如果装机超过限额,企业就需要提前备注和申报,以防出现消纳困难。
        2.2落实分布式光伏接入电网与市场消纳条件。
        一是做好台区负载能力评价工作,供电公司要实时掌握配电网线路和台区的光伏电源接入情况,及时将超容超限的线路和台区反馈至相关生产专工。二是构建消纳能力分区评级机制,组织试点单位结合地区实际情况,对分布式光伏的消纳能力进行评估分析,按照消纳能力,将不同供电区域分别划分为推荐区、限制区和控制区,定期发布评估结果,建立分布式光伏发电评估可接入能力管理机制。
        2.3加强和规范分布式光伏发电申请与并网管理。一是规范分布式光伏并网服务,供电公司要明确各部门工作职责,划定业务界面,理顺工作流程,分布式光伏报装、抄表结算、用电检查实行专业化管理,低压分布式光伏业务实行属地化办理。二是加强前期业务受理管控,一次性告知光伏发电所需资料,准确答复客户光伏咨询事宜,定期对接已备案长期不施工的客户,掌握客户的意愿动向。三是严格服务时限,确保按时限履行并网流程,按周期对自然人客户进行集中备案,杜绝因工单超时限或备案不及时而延误客户并网。四是加强对光伏产品、第三方施工单位的监管力度,确保客户利益不受损害。五是通过营销业务系统、95598电话回访等渠道,常态化开展分布式光伏服务管控,坚决杜绝超时限、体外流转等现象,提高分布式光伏并网服务工作质量。
        2.4严把工程质量,确保电网安全运行。分布式光伏工程质量是行业发展的核心要素,供电企业要推动相关部门尽快出台包括安装质量与系统缺陷检查、电气安全、电网接入、结构安全、防雷接地以及运维、验收等多维度的项目准入和技术标准,健全监督机制体制,促进产业的健康可持续发展,确保分布式光伏高质量发展。严把分布式光伏并网关口,杜绝带缺陷接入。严格落实GB∕T33592—2017《分布式电源并网运行控制规范》、GB∕T33593—2017《分布式电源并网技术要求》等最新技术要求,严控信息接入、设备入网检测及现场验收,加强功率控制、电压调节、低电压穿越、防孤岛保护等运行特性检测。严把入网关,实行“一票否决制”,对不满足并网要求的分布式光伏坚决不予并网。
        2.5创新工作模式,提升分布式光伏并网服务效率。一是创新型发展“互联网+光伏”服务模式,积极推广国网分布式光伏云网,提供“一键建光伏”服务,线上办理信息咨询、设备采购、并网申请等业务。二是创新型发展互联网结算模式,对免税光伏客户推广“光e宝”线上结算,简化结算流程,提高结算效率。三是创新型发展移动作业模式,探索运用移动作业终端进行光伏作业,现场勘察拍照,并及时将勘察信息录入营销系统,现场确认勘察方案。
        参考文献
        [1]光伏发电并网对三水电网的影响及对策研究[J].李文清,叶琳浩.中国电业(技术版).2015(12).
        [2]光伏发电并网对东莞电网的影响及对策研究[J].袁炜灯.科技创新与应用.2013(05).
        [3]分布式光伏发电并网对电网公司运营影响的分析[J].高正平.电力需求侧管理.2013(06).
        [4]光伏发电并网对电网运行的影响及解决策略[J].李建坤.通讯世界.2017(13).
        [5]关于光伏发电并网大电网面临的问题分析与对策探讨[J].郭志波.中国高新区.2017(06).
        [6]光伏发电并网大电网面临不足点及改进措施[J].王志成.低碳世界.2017(27).
        作者简介
        杨喆(1990.9.7),性别:男;籍贯:山东烟台;民族:汉;学历:本科、学士;职称:工程师;研究方向:分布式光伏能源技术。
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