中低壓配網(wǎng)接入分布式光伏開放容量的探討

李曉志 解曉琛 王龍江

摘要：為能夠有效降低對石化能源的依賴，促使節(jié)能減排，減低二樣化探排放沒諸多國家開始對光伏發(fā)電進(jìn)行積極開發(fā)，伴隨光伏發(fā)電使用規(guī)模不斷增加，其使用成本大幅度降低，但是仍高于常規(guī)電源發(fā)電成本?；诖?，本文將主要針對在中低壓配網(wǎng)當(dāng)中接入分布式光伏開放容量展開探討。

關(guān)鍵詞：中低壓配網(wǎng);分布式光伏;開放容量

1光伏發(fā)電現(xiàn)狀

受當(dāng)前政策激勵、技術(shù)發(fā)展等因素刺激，我國分布式光伏產(chǎn)業(yè)鏈近兩年完成了井噴式提升。不僅年發(fā)電量大幅增加，集中式光伏電站相對于路面的占用率也進(jìn)一步提高。隨著全球碳節(jié)能減排指標(biāo)《巴黎協(xié)定》的建立，世界各國對非化石能源都十分關(guān)注，開關(guān)電源的構(gòu)成也反映出可再生綠色能源的傾斜。根據(jù)國際能源署（IEA）的預(yù)測和分析，預(yù)計到2030年全球光伏發(fā)電總裝機容量將達(dá)到17.21GW，到2050年將進(jìn)一步增加到4670GW?，F(xiàn)階段，裝機容量光伏發(fā)電量遠(yuǎn)低于估計值。可見，在未來很長一段時間內(nèi)，全球光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊。

就我國而言，光伏資源非常豐富。據(jù)公開資料顯示，在我國，僅利用現(xiàn)有工程建筑屋頂安裝分布式光伏發(fā)電，市場前景約3億千瓦。同時，我國長期以原煤發(fā)電為主導(dǎo)的開關(guān)電源結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致了不容樂觀的環(huán)境污染問題。因此，應(yīng)用光伏發(fā)電，整合用戶需求，開展分布式系統(tǒng)供能，成為電力能源布局調(diào)整的迫切要求。僅2016年，我國光伏發(fā)電量達(dá)到62億千瓦時，同比增長72%，新增并網(wǎng)光伏電站容量3459萬千瓦，同比增長1.5倍。去年同期，遠(yuǎn)高于其他開關(guān)電源種類的增長率。在分布式光伏發(fā)電方面，《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》強調(diào)，到2020年，我國光伏電站運行規(guī)模將達(dá)到1.1億千瓦，其中分布式光伏6000萬千瓦。據(jù)能源局統(tǒng)計，截至2019年底，我國分布式光伏年總發(fā)電量為1032萬千瓦。由此可見，未來四年，分布式光伏開關(guān)電源用戶數(shù)量每年至少增加1242萬千瓦。 由于光伏電池組件的高效率、制造加工技術(shù)的發(fā)展以及原材料價格的降低，光伏發(fā)電成本不斷降低。據(jù)我國光伏產(chǎn)業(yè)研究會數(shù)據(jù)顯示，2018-2020年我國光伏材料成本下降44.4%，元器件成本下降41.6%，逆變成本下降57.1%。

2電網(wǎng)各電壓等級光伏最大可開放容量

2.1量化分析準(zhǔn)則與相關(guān)原則

電網(wǎng)額定電壓光伏發(fā)電量較大，可對外開放。容量的分析基于電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到光伏接入標(biāo)準(zhǔn)，電網(wǎng)潮流、短路電流、安全穩(wěn)定和穩(wěn)定性都包括在內(nèi)。線路和主變壓器潮流過渡、工作電壓產(chǎn)品質(zhì)量檢測、短路電流分析、系統(tǒng)預(yù)留和電網(wǎng)運行頻率穩(wěn)定性考慮光伏發(fā)電的劇烈變化。近年來，國家電網(wǎng)對光伏發(fā)電短期接入電網(wǎng)給予了一定的要求，限制了光伏發(fā)電的接入能力。主要方法是運載比法和較大運力法;Q/GDW617-2011 國家《光伏電站并網(wǎng)技術(shù)要求》第4.3條接入容量要求：中小型光伏電站總?cè)萘坎荒艹^上級變壓器較大負(fù)荷的25%供電系統(tǒng)面積或上級領(lǐng)導(dǎo)配電站每臺主變?nèi)萘康?5%以上，或光伏電站采用T接法接入公用線路，總?cè)萘坎坏贸^線路按T接法15%～30%的較大運力。 Q/GDW480-2010：國家《分布式發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)要求》第4條要求，分布式發(fā)電總裝機容量不適合超過25%以上區(qū)域較大負(fù)荷。液位變壓器供電系統(tǒng)正常情況下。

2.2低壓模型與案例

低壓光伏接入：目前單相電源接入方式最多。低壓配電網(wǎng)光伏發(fā)電接入約束較大：電壓質(zhì)量，即電壓上升和三相不平衡。設(shè)置較大的電壓誤差為5%，較大的負(fù)序電壓不平衡度為4%。低壓線路較大負(fù)荷率：在光伏接入24%的條件下，在負(fù)荷較大和最小的情況下，380伏低壓電網(wǎng)的線路負(fù)荷率已達(dá)到約束。低壓短路容量及維護(hù)：分布式光伏通過逆變供電。一般來說，短路容量一般不超過正常工作電流量的1.5倍。因此，短路容量增加很小。同樣，限制對外開放體積的較大管束也取決于電壓的升高，即電壓產(chǎn)品的質(zhì)量。光伏發(fā)電系統(tǒng)軟件在電網(wǎng)中的接入點，即光伏接入點與配電變壓器的距離。在這種情況下，管束電網(wǎng)光伏發(fā)電發(fā)展的設(shè)計量不是三相不平衡，而是電壓上升，即電壓產(chǎn)品的質(zhì)量。一般來說，低壓樹桿式配電網(wǎng)光伏發(fā)電可以對外開放，體積分析建議不超過較大負(fù)荷的20%。當(dāng)光伏連接超過20%時，建議進(jìn)行實際連接分析。低壓放射性配電網(wǎng)光伏發(fā)電可對外開放。體積分析表明，較大的負(fù)載不應(yīng)超過 30%。

2.3中壓模型與案例

在不同的操作方式和負(fù)載水平下，系統(tǒng)的特性、流行趨勢的傳播和大小、短路電流等都存在一定的差異。在電能質(zhì)量分析中，工作電壓誤差、諧波電流等指標(biāo)值、網(wǎng)損和維護(hù)水平等都與系統(tǒng)軟件的運行方式和負(fù)載直接相關(guān)。此外，分布式光伏發(fā)電容量不同的連接部位，對電網(wǎng)的吸收能力也有不同的影響。因此，要分析光伏發(fā)電在電網(wǎng)中的吸收能力，光伏發(fā)電的位置也很重要，針對各系統(tǒng)分區(qū)的不同輸電線路截面和典型布線方式，進(jìn)行潮流計算，仿真表明電網(wǎng)的大開路容量與線路長度、輸電線路類型、以及光伏連接的地址。總之，典型曲線如圖1所示。

結(jié)語：

綜合上文所述，充分考慮模型的精度，10KV底部壓電柵的結(jié)構(gòu)很可能與典型的鋼結(jié)構(gòu)柵存在一定的誤差。在檢測光伏接入時，可以考慮一定的余量，比如20%。根據(jù)德國光伏發(fā)電的發(fā)展，特別是自發(fā)自用方式，50%的光伏將接入底部壓電電網(wǎng)，40%將接入高壓電網(wǎng)，10%光伏發(fā)電容量為110干伏或35KV。電站10KV母線槽。同時，所有線路均衡開放，配置自用手段，有序開放，接入各額定電壓配電。

參考文獻(xiàn)

[1]蔡冬陽. 基于負(fù)荷數(shù)據(jù)的配網(wǎng)中壓線路可開放容量模型研究[J]. 中國科技信息， 2020， No.641（23）：70-71.

[2]林燕群. 分布式光伏接入低壓配電網(wǎng)的耐受滲透率影響分析[J]. 中國高新區(qū)， 2019， 000（012）：125-126.