陈贤阳 程思远
国网安徽省电力有限公司肥东县供电公司， 安徽 合肥 231000
摘要：当前中国在先地位，国家可再生能源光伏发电方面已处于世界领大力推广光伏发电在国内的应用，但伴随而来的是光伏发电出力的随机性对电网整体运行安全性、稳定性带来了极大的挑战。本文分析光伏发电对配电网的影响，介绍了光伏接入的技术要求，并对肥东县域现状年变电站及规划年变电站光伏消纳能力计算。通过本次光伏消纳研究，可为肥东县域的光伏发电项目合理布局、科学并网提供技术依据。
关键词：新能源；光伏消纳；光伏接入；电网规划
引言
我国作为能源消耗大国，面临着常规能源可持续性供给不足的问题，大力发展风力发电、光伏发电等新能源，对改善我国能源供给结构、支撑我国经济可持续发展具有重大的意义。目前新能源发电由于存在不确定性和间歇性的问题，在现实推广应用中存在瓶颈[1]。
肥东县位于安徽省江淮区域中部，风力资源不充足，县域电网新能源规划中不考虑风力发电情况。本文旨在从肥东县县域光伏发电这种新能源规划建设开始，结合电网的电力电量发展趋势、负荷特点、网架结构等因素和新能源发电的出力特点、资源情况、备案建设计划等因素，对肥东电网的新能源消纳能力进行分析。通过研究光伏消纳能力和光伏接入对电网的影响，优化项目并网容量、接入位置、接入方式等内容，对光伏项目接入方式提供指导。
1 光伏接入对配电网的影响
本文根据区域用电负荷类别的不同，分为建成区、规划建设区两个。在考虑负荷平衡时，建成区的负荷已区域饱和状态，负荷按照年均增长2%的速度进行计算；规划建设区的负荷在开始3至5年期间，负荷呈指数级增长。后期负荷呈现饱和稳定增长。在实际变电站规划选址时候，要充分考虑光伏报装集中区域，对主变容量、出现间隔电压等级、间隔数均有参考意义。
由于光伏接入对配电网存在的影响，在新建变电站、线路、配变选址选型综合考虑，充分考量光伏的因素，在保障工业、居民生活用电情况下，能充分使光伏出力发挥作用[2]。
1.1分电压等级电力平衡
根据地区负荷发展的状况，分电压等级考虑容载比情况及新增新能源接入规模，通过专业分析软件计算各等级电压需要的变电容量，此次仅考虑380伏及10千伏电压等级。在容量平衡时，需将光伏出力范围、变电容量、区域负荷动态情况综合考虑进去。
1.1.1 新能源光伏380伏电压等级接入
在考虑380伏电压等级光伏接入时，将负荷进行分类：商业负荷、工业负荷、学校负荷、居民负荷。根据不同负荷的分类，分别分析确定各类负荷当新能源接入对其的影响。
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由上述四张图可以看出，各类负荷在新能源接入后均对原电网系统产生一定的影响。图1-1所示，在商业负荷高峰时段的12时至14时，接入新能源光伏可以起到削峰作用，缓解电网的供电压力。图1-2所示，工业负荷在白天呈现不规则波动状态，光伏电源接入后，未对电网系统产生大的波动和较大程度的削峰作用。图1-3所示，学校负荷的高峰时段8时至16时，接入新能源光伏可以起到削峰作用，缓解电网的供电压力。图1-4所示，居民负荷属于晚高峰负荷，在光伏出力最大时段出现在中午，光伏电源接入无法有效缓解电网系统的压力。
通过上述不同负荷分类关于光伏接入对其影响的分析，我们可以得出，不同负荷呈现出不同的特性，光伏接入时要考虑整体负荷特性，综合比对选取合适的光伏接入容量，保证原有电网系统的稳定性。
1.1.2 新能源光伏10千伏电压等级接入
以配网典型供电线路为例，针对新能源光伏电源并网对消纳能力的影响进行了分析。通过对线路下的各负荷进行统计，获取了在该区域的总负荷数据，并选取其年最大负荷日的负荷数据进行分析，区域的峰值负荷出现在8月份，综合考虑新能源电源光伏发电情况，其10kV电力平衡情况如图所示。
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由上图可以看出，新能源光伏电源可以有效的将午高峰削除，如欲对晚高峰进行削减，可配置一定量的储能设备。
2 光伏接入技术要求
10千伏电压等级的新建、改建和扩建的光伏站，需满足光伏站接入电网的一般原则和技术要求。目的是保证光伏电源的有功、无功补偿、电能质量、二次保护控制满足要求，能安全稳定地向公用电网输送电源。新能源光伏电源接入容量不应高于上一级变电容量的25%。新能源并网接入点短路电流与额定电流比不低于10。目前关于新能源光伏接入电网的典型接线方式有7中，如下图所示。
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3 县域新能源消纳能力分析
按目前肥东县新能源项目规模，考虑到与新能源项目容量的匹配应采用110kV、35kV及10kV的电压等级接入。从新能源光伏整体性宏观性考虑，此次对新能源光伏消纳能力仅分析110kV变电站。
根据各变电站现状年的最大负荷和2025年负荷预测结果，可得到现状变电站及规划变电站对光伏的消纳能力。其中已有变电站按2019年最大负荷日时刻的最大负荷水平计算。110kV规划站的负荷按变电容量的50%考虑。110kV变电站光伏出力按照最大负荷的0.7256进行计算，可得到肥东县电网中110kV变电站光电的消纳能力。
110kV公用变电站2025年预计负987.5MW，
总计可消纳光伏716.53MW。各变电站消纳能力的具体情况如下表所示：
表3-1 2025年110kV变电站新能源消纳能力
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根据肥东地区的经济与社会发展情况以及该地区的规划任务的特点和基础数据的提供情况，确定了新能源电源预测的总体思路，进行了该地区新能源电源负荷预测，110kV变电站的光伏消纳能力预测。预测结果如下：
（1）2025年肥东地区110kV变电站光伏消纳
能力716.53MW。
（2）远景年肥东地区新能源电源达1000MW。
4 结论及建议
4.1 主要结论
本文研究的主要内容包括对现状区、规划区域内新能源光伏电源情况的分析，结合地区政策、发展对配电网新能源光伏电源进行规模预测，明确了目标年新能源光伏电源规划目标，从形成新能源电源接入研究部分内容。
（1）新能源电源现状。截止到2019年年底，肥东县光伏发电总容量为266.3MW。
（2）新能源电源发展规模预测：2020年肥东地区新能源装机规模预测容量332MW，2023年肥东地区新能源装机规模预测容量485MW，2025年肥东地区新能源装机规模预测容量575MW。
（3）新能源电源接入的技术要求包含对新能源电源特点分析。确定新能源电源的不同接入方式，接入对电能质量以及配套建设设备的要求[3]。
4.2 有关建议
（1）建立完善的用户新能源电源接入管理制度，明确相关标准，保证新能源电源的合理运行。
（2）完善新能源电源管理制度，落实责任机制，保障新能源电源安全运行。
（3）积极进行新能源电源的研究与开发，建立专家组。
（4）加强对新能源电源设施电能质量的监测。
（5）根据线路的承载力，合理设置光伏接入的条件，用以保证电网平稳运行。
（6）光伏站需满足光伏发电的并网技术要求，通过优化其上网过程，减少压降、网损和过载问题，在负荷高峰期可起到负荷高峰期的削峰效果[4]。
通过本次研究加强供电公司与当地政府的沟通协调能力，为肥东县的光伏发电项目合理布局、科学并网提供技术依据。
参考文献：
[1]大规模新能源接入后系统调峰能力与常规电源开机方式关系研究[J].张顺,葛智平,郭涛,张世才,钱康.电力系统保护与控制.2016(01)
[2]分布式光伏电源接入配电网对电能质量的影响及对策[D].许正梅.华北电力大学.2012
[3]海兴电网扶贫光伏消纳能力研究[D].韩学.华北电力大学.2018
[4]考虑光伏电源接入影响的兴国县配电网规划[D],严
小玉.南昌大学.2016
作者简介：陈贤阳（1988-）男，安徽合肥人，国网肥东县供电公
司规划专责，研究方向：县域主网及配电网规划。