整縣屋頂光伏推進(jìn)背景下的配電網(wǎng)技術(shù)研究

呂超然 ，呂 翔 ，張文瑤

（1.國(guó)網(wǎng)河南博愛縣供電公司，河南 博愛 454450;2.國(guó)網(wǎng)河南焦作供電公司，河南 焦作 454150;3.國(guó)網(wǎng)河南孟州市供電公司，河南 孟州 454750）

1 整縣屋頂分布式光伏發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

2021 年6 月20 日，國(guó)家能源局綜合司正式下發(fā)《關(guān)于報(bào)送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)方案的通知》，擬在全國(guó)組織開展整縣推進(jìn)屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)工作?！锻ㄖ访鞔_，黨政機(jī)關(guān)建筑屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于50%；學(xué)校、醫(yī)院、村委會(huì)等公共建筑屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于40%；工商業(yè)廠房屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于 30%；農(nóng)村居民屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于20%。

2021 年9 月8 日，國(guó)家能源局綜合司正式下發(fā)《關(guān)于公布整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)名單的通知》，各省共報(bào)送試點(diǎn)縣區(qū)676 個(gè)（其中河南66 個(gè)，覆蓋所有的地市），全部列為整縣屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)。通知要求，各地電網(wǎng)企業(yè)要在電網(wǎng)承載力分析的基礎(chǔ)上，配合做好省級(jí)電力規(guī)劃和試點(diǎn)縣建設(shè)方案，充分考慮分布式光伏大規(guī)模接入的需要，積極做好相關(guān)地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃，加強(qiáng)配電網(wǎng)建設(shè)改造，做好屋頂分布式光伏接網(wǎng)服務(wù)和調(diào)控運(yùn)行管理。

1.1 光伏發(fā)展現(xiàn)狀及規(guī)模預(yù)測(cè)

截至2021 年底，河南全省光伏總裝機(jī)容量為1156 萬(wàn)kW，占全省總裝機(jī)容量的14%；各類屋頂光伏接近390 萬(wàn)kW，占光伏總裝機(jī)容量的33.7%。

從安裝位置看，現(xiàn)有屋頂光伏裝機(jī)容量61.7%為住宅屋頂，37.3%為工商業(yè)廠房，剩余1%為黨政機(jī)關(guān)、學(xué)校等公共建筑；從并網(wǎng)電壓看，72.9%的用戶為380 V，26.8%的用戶為220 V，0.3%的用戶為10 kV；從消納模式看，84%的用戶為全額上網(wǎng)，15.9%用戶為自發(fā)自用、余電上網(wǎng)，不足0.1%的用戶為全部自用。

“十四五”期間，河南分布式光伏新增裝機(jī)約2000 萬(wàn)～2300 萬(wàn)kW。其中，66 個(gè)整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)擬建設(shè)規(guī)模約1500 萬(wàn)kW；試點(diǎn)之外的地區(qū)分布式光伏開發(fā)規(guī)模約500 萬(wàn)～800 萬(wàn)kW。

1.2 分布式光伏消納現(xiàn)狀

截至2021 年底，河南省未發(fā)生棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象，但受調(diào)峰能力制約，全省現(xiàn)狀接納能力已接近極限。

電網(wǎng)整體消納能力。截至2021 年底，河南省風(fēng)電、光伏裝機(jī)規(guī)模已達(dá)到3406 萬(wàn)kW，占全省電源總裝機(jī)比例超過30%，裝機(jī)容量首次進(jìn)入國(guó)網(wǎng)前五。2021 年河南省新能源發(fā)電464 億kW·h，同比增長(zhǎng)85.0%，占全社會(huì)用電量的12.7%，同比上升5.3%。為保障新能源全額消納，須要利用大型機(jī)組啟停、省間調(diào)峰資源互濟(jì)等多種特殊措施，消納形勢(shì)十分嚴(yán)峻。

現(xiàn)狀電網(wǎng)承載力。依據(jù)DL∕T 2041-2019《分布式電源接入電網(wǎng)承載力評(píng)估導(dǎo)則》，按照區(qū)縣→地市→省自下而上順序初步測(cè)算，現(xiàn)階段河南屋頂分布式光伏可新增裝機(jī)空間約2062 萬(wàn)kW。其中，市轄區(qū)、縣域裝機(jī)空間分別為1130 萬(wàn)kW、932 萬(wàn)kW。同時(shí)，配電網(wǎng)的分布式光伏承載力會(huì)隨著氣候變化、負(fù)荷演變、電網(wǎng)建設(shè)、電源接入等動(dòng)態(tài)變化，須動(dòng)態(tài)定期進(jìn)行評(píng)估。

試點(diǎn)地區(qū)電網(wǎng)承載力。近九成的整縣屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)規(guī)劃建設(shè)規(guī)模超出地區(qū)配電網(wǎng)承載力。粗略統(tǒng)計(jì)，河南66 個(gè)整縣屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)可新增裝機(jī)空間約780 萬(wàn)kW，僅為1500 萬(wàn)kW規(guī)劃建設(shè)規(guī)模的一半。按照單個(gè)試點(diǎn)20 萬(wàn)～30萬(wàn)kW 平均裝機(jī)規(guī)模判斷，除新鄉(xiāng)縣、濟(jì)源、鄭州金水區(qū)、鄭州高新區(qū)、新密、登封、航空港區(qū)、長(zhǎng)葛8 個(gè)區(qū)縣外，其余58 個(gè)試點(diǎn)光伏開發(fā)規(guī)模均超出其現(xiàn)狀電網(wǎng)承載力。

1.3 分布式光伏并網(wǎng)技術(shù)及管理現(xiàn)狀

河南電網(wǎng)管轄范圍內(nèi)10 kV 及以上分布式光伏主要通過電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和無線公網(wǎng)兩種方式實(shí)現(xiàn)運(yùn)行信息的實(shí)時(shí)采集。380/220 V 接入的低壓分布式光伏，通過營(yíng)銷用采系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)每15 min 一個(gè)點(diǎn)的并網(wǎng)運(yùn)行信息采集，但數(shù)據(jù)可靠性、實(shí)時(shí)性方面尚不能達(dá)到運(yùn)行控制的需要。

目前分布式光伏設(shè)計(jì)、建設(shè)、驗(yàn)收、運(yùn)維等由于缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量參差不齊，并且缺乏有效運(yùn)維，發(fā)生異常故障得不到及時(shí)處理可能進(jìn)而影響配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。部分電站缺少防雷、防孤島等裝置。部分分布式光伏報(bào)裝容量與接入電壓不匹配，造成發(fā)電功率與所在層級(jí)負(fù)荷嚴(yán)重不匹配情況。易造成網(wǎng)絡(luò)阻塞，勢(shì)必增加電網(wǎng)改造工程量，影響電網(wǎng)運(yùn)行的效率和效益，對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性和安全性造成不利因素。

2 整縣屋頂分布式光伏當(dāng)前存在問題

2.1 電網(wǎng)規(guī)劃投資方面

按照整縣屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)申報(bào)方案，全省66 個(gè)試點(diǎn)地區(qū)申報(bào)開發(fā)屋頂光伏1500 萬(wàn)kW，根據(jù)各類屋頂光伏自發(fā)自用電量調(diào)研分析結(jié)果，考慮屋頂光伏設(shè)備的平均利用小時(shí)數(shù)為1000 h，則公司合計(jì)減少約售電量76 億kW·h；按2021 年全省平均電價(jià)為0.56 元/kW·h 計(jì)算，預(yù)計(jì)公司每年減少經(jīng)營(yíng)收入約42.55 億元。

根據(jù)目前了解的66 個(gè)試點(diǎn)縣申報(bào)方案及擬開發(fā)規(guī)模，“十四五”期間，為滿足屋頂分布式光伏接入需求，電網(wǎng)在加快中低壓配電設(shè)施改造的同時(shí)，須同步對(duì)上級(jí)供電線路及變電站等進(jìn)行建設(shè)改造，電網(wǎng)服務(wù)分布式光伏接入的投資在38 億元以上。如推廣或擴(kuò)大試點(diǎn)規(guī)模，電網(wǎng)配套投資將進(jìn)一步加大。

2.2 電網(wǎng)承載消納方面

配網(wǎng)運(yùn)行特性發(fā)生將發(fā)生本質(zhì)改變。配電網(wǎng)已發(fā)展成雙向有源網(wǎng)絡(luò)，分布式光伏發(fā)電功率反送現(xiàn)象日趨明顯，中低壓線路及配變反送重載問題逐步顯現(xiàn)，特別在農(nóng)村地區(qū)表現(xiàn)的尤為明顯。隨著光伏接入規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，其影響已經(jīng)擴(kuò)散至高壓配網(wǎng)甚至主網(wǎng)層次。未來隨著整縣光伏的推進(jìn)，分布式光伏將呈現(xiàn)更大范圍的上送趨勢(shì)。

源荷特性難以實(shí)現(xiàn)時(shí)空匹配。光伏出力存在明顯的空間性、間歇性和季節(jié)性特點(diǎn)。河南光伏資源多集中在南部和西部地區(qū)，而負(fù)荷多集中在中部和北部地區(qū)。光伏發(fā)電出力最大出現(xiàn)在午間，且夏季出力＞春秋出力＞冬季出力，而近年來河南省用電負(fù)荷高峰主要發(fā)生在夏冬季節(jié)的晚間。從省網(wǎng)整體來看，考慮午間分布式光伏大發(fā)影響，省網(wǎng)用電負(fù)荷特性將發(fā)生變化，午間省網(wǎng)用電負(fù)荷“深伏”特點(diǎn)突出，日最低負(fù)荷可能出現(xiàn)在午間，調(diào)峰受阻新能源消納風(fēng)險(xiǎn)加劇。因此，夏冬季晚間光伏無法滿足用戶的供電需求，須電網(wǎng)企業(yè)預(yù)留足夠的備用火電容量。

整體消納與局部阻塞風(fēng)險(xiǎn)并存。目前，河南電網(wǎng)已接入大量新能源電站，電網(wǎng)消納空間已被大量占用，推進(jìn)屋頂光伏須充分考慮電網(wǎng)整體消納能力和局部阻塞風(fēng)險(xiǎn)。從整體看，隨著特高壓直流送電功率的提升和新能源裝機(jī)的快速增長(zhǎng)，省內(nèi)調(diào)峰資源嚴(yán)重不足，難以滿足新能源快速增長(zhǎng)需求。從局部看，全省新能源大發(fā)時(shí)段，各級(jí)電網(wǎng)潮流上送明顯，部分配電網(wǎng)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，局部電網(wǎng)斷面存在新能源送出阻塞風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 配電網(wǎng)運(yùn)行控制方面

電壓雙向越限。分布式光伏并網(wǎng)使配電網(wǎng)由單電源變成了多端電源。由于光伏逆變器通常運(yùn)行于純有功發(fā)電（功率因數(shù)接近1），并且中低壓配電網(wǎng)線路阻抗偏大，所以往往導(dǎo)致光伏側(cè)電壓過高，從而帶動(dòng)臺(tái)區(qū)電壓抬高。在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，光伏側(cè)電壓抬高甚至?xí)?dǎo)致逆變器自身過電壓保護(hù)動(dòng)作使光伏脫網(wǎng)，由于缺少監(jiān)控裝置，用戶往往不能及時(shí)掌握信息，不能排除故障，從而影響發(fā)電收益。而部分用戶則將逆變器保護(hù)電壓設(shè)定值抬高避免過電壓脫網(wǎng)，但此種方式可能會(huì)對(duì)附近用電設(shè)備產(chǎn)生負(fù)面影響。在電壓調(diào)節(jié)方面，配電臺(tái)區(qū)電壓主要通過調(diào)整配變檔位、投切電壓無功設(shè)備等手段進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)時(shí)性差，難以及時(shí)跟蹤臺(tái)區(qū)電壓變化；當(dāng)?shù)蛪汗╇娋€路較長(zhǎng)時(shí)，末端容易出現(xiàn)“低電壓”問題。因此，分布式光伏逆變器部分臺(tái)區(qū)出現(xiàn)“白天電壓高、夜間電壓低”的問題，即在日照較好的情況下，出現(xiàn)功率倒送致使出現(xiàn)電壓越限問題；在夜間負(fù)荷高峰時(shí)段，部分用戶又存在“低電壓”問題。以南陽(yáng)市西峽l0 kV 重農(nóng)線西營(yíng)拆遷區(qū)臺(tái)區(qū)為例，臺(tái)區(qū)內(nèi)有41 個(gè)光伏用戶接入，總合同容量302.58 kW，臺(tái)區(qū)容量400 kW，滲透率為75.56%，2021 年6 月1 日中午11:00 達(dá)到三相高壓越線峰值(A 相相電壓245.8 V、B 相相電壓246.6 V、C 相相電壓246.1 V）。

諧波超標(biāo)影響電能質(zhì)量。分布式光伏高比例接入地區(qū)，變流器等電力電子元件大規(guī)模接入電網(wǎng)，導(dǎo)致電網(wǎng)諧波污染問題日趨嚴(yán)重。特別是近年來強(qiáng)調(diào)優(yōu)化運(yùn)營(yíng)商環(huán)境，對(duì)接入的光伏逆變?cè)O(shè)備消諧裝置未作強(qiáng)制要求，或者要求未嚴(yán)格落實(shí)，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備壽命、安全穩(wěn)定運(yùn)行、電能質(zhì)量都產(chǎn)生負(fù)面影響。根據(jù)監(jiān)測(cè)顯示，未經(jīng)諧波治理?xiàng)l件下，部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)總諧波電流畸變率已超10%。對(duì)于低壓臺(tái)區(qū)諧波的監(jiān)控工作，也存在考核點(diǎn)為并網(wǎng)點(diǎn)，而并非用戶的接入點(diǎn)，所以造成諧波在線監(jiān)測(cè)、監(jiān)督工作缺少手段；諧波電流限值計(jì)算尚未統(tǒng)一。

三相不平衡與線損問題。戶用分布式光伏單相并網(wǎng)進(jìn)一步加劇低壓配電網(wǎng)三相不平衡，甚至出現(xiàn)單相過載的現(xiàn)象。而且，在三相不平衡低壓網(wǎng)絡(luò)中，除正序電流產(chǎn)生的損耗外，還有負(fù)序電流及零序電流產(chǎn)生的損耗，總網(wǎng)絡(luò)損耗也因此加大，降低了電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。2021 年，河南全省共出現(xiàn)臺(tái)區(qū)不平衡151810 臺(tái)次，共27968 個(gè)臺(tái)區(qū)出現(xiàn)臺(tái)區(qū)不平衡現(xiàn)象，其中，接有光伏的臺(tái)區(qū)數(shù)量為5756 個(gè)，占比20.58%。數(shù)據(jù)顯示，部分臺(tái)區(qū)的三相均衡狀況受到光伏并網(wǎng)裝機(jī)影響。

配電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行難度加大，增加分布式光伏觀測(cè)面臨盲區(qū)。按照目前運(yùn)行現(xiàn)狀，380/220 V 低壓并網(wǎng)分布式光伏利用電能表采集當(dāng)天電量，無法實(shí)現(xiàn)電力實(shí)時(shí)傳輸功能，河南全省有超過300 萬(wàn)kW 的低壓光伏出力無法真實(shí)采集，只能通過估算得出。利用屋頂鋪設(shè)分布式光伏，按照估算容量和目前的接入系統(tǒng)規(guī)范，預(yù)計(jì)大量光伏將通過380/220 V 低壓接入電網(wǎng)，暫無法要求其通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)或無線安全接入?yún)^(qū)接入實(shí)時(shí)發(fā)電信息，如不解決將造成信息采集盲區(qū)，將對(duì)新能源出力采集，以及用電負(fù)荷預(yù)測(cè)等工作造成困難。

2.4 配電網(wǎng)運(yùn)維檢修方面

增加臺(tái)區(qū)故障率。分布式光伏發(fā)電高峰期時(shí)瞬間負(fù)荷劇增會(huì)引起臺(tái)區(qū)漏電保護(hù)器故障；由于分布式光伏并網(wǎng)斷路器未與臺(tái)區(qū)出口斷路器進(jìn)行級(jí)差配置，易產(chǎn)生戶用光伏設(shè)備本身故障導(dǎo)致越級(jí)跳閘的風(fēng)險(xiǎn)；配電線路故障時(shí)可能出現(xiàn)“光伏孤島”現(xiàn)象，由于系統(tǒng)供電狀態(tài)未知，將造成以下不利影響：孤島效應(yīng)可能導(dǎo)致接地、相間短路等故障不能及時(shí)清除，從而導(dǎo)致電網(wǎng)設(shè)備的損害，干擾電網(wǎng)正常供電系統(tǒng)的自動(dòng)或手動(dòng)恢復(fù)。當(dāng)孤島系統(tǒng)與電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，一方面，斷路器等裝置會(huì)因?yàn)楣夥⒕W(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)發(fā)生不同步而損壞，另一方面，在并網(wǎng)恢復(fù)瞬間，因電壓相位不同產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊電流，損壞相關(guān)設(shè)備。

增加電網(wǎng)檢修安全風(fēng)險(xiǎn)。目前對(duì)于10 kV 分布式光伏與380/220 V 分布式光伏及臺(tái)區(qū)反孤島裝置配置并未做強(qiáng)制要求，各地區(qū)配置情況差異較大，并且由于后續(xù)運(yùn)維缺失，裝置誤動(dòng)作、不動(dòng)作概率大幅增加，檢修過程中極易發(fā)生反送電觸電事故，嚴(yán)重危及作業(yè)人員人身安全。針對(duì)上述問題，基層人員采用逐戶拉下分布式光伏并網(wǎng)斷路器的方式防止檢修時(shí)光伏倒送電。但由于戶用分布式光伏數(shù)量多且較為分散，容易遺漏，若此時(shí)形成非計(jì)劃孤島狀態(tài)，極易引發(fā)人身觸電風(fēng)險(xiǎn)。

配網(wǎng)運(yùn)維檢修人才隊(duì)伍短缺?；鶎尤藛T光伏相關(guān)技能欠缺且意識(shí)準(zhǔn)備不足，根據(jù)調(diào)研情況目前供電所層面運(yùn)維人員缺乏光伏相關(guān)技術(shù)知識(shí)，且對(duì)整縣光伏推進(jìn)給配網(wǎng)帶來的影響缺乏足夠重視。缺乏相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，目前尚未開展針對(duì)基層運(yùn)維人員的光伏知識(shí)培訓(xùn)，針對(duì)整縣光伏接入推進(jìn)，尚未制定或修訂相關(guān)標(biāo)規(guī)范，以引導(dǎo)分布式光伏有序、平衡發(fā)展，安全、可靠運(yùn)行。缺少運(yùn)維系統(tǒng)支撐，現(xiàn)階段尚未實(shí)現(xiàn)分布式光伏的可觀、可測(cè)、可控，對(duì)分布式光伏運(yùn)行情況掌握手段匱乏。

3 總體解決方案

為解決整縣分布式光伏全面推廣對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃投資、承載消納、運(yùn)行控制、運(yùn)維檢修方面帶來的問題。須對(duì)配電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)形態(tài)、運(yùn)檢技術(shù)、調(diào)度控制、管理機(jī)制4 個(gè)方面進(jìn)行升級(jí)。提升配電網(wǎng)在大規(guī)模分布式電源接入后的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)營(yíng)。

3.1 結(jié)構(gòu)形態(tài)升級(jí)，提升主配網(wǎng)光伏消納承載力

開展配電網(wǎng)承載力和消納能力評(píng)估研究。聚焦整縣屋頂光伏開發(fā)地區(qū)，深化光伏承載力分析和消納能力評(píng)估的指導(dǎo)應(yīng)用，支撐新能源及分布式光伏接入評(píng)審，優(yōu)先安排接入消納條件較好的區(qū)域、避免扎堆接入消納能力限制區(qū)域，確保分布式光伏安全有序的接入電網(wǎng)。

推進(jìn)配電網(wǎng)規(guī)劃與光伏接入有序銜接。結(jié)合地區(qū)屋頂光伏開發(fā)安排，適時(shí)組織分布式光伏上送需求摸排。對(duì)于承載能力較弱的配電網(wǎng)，結(jié)合規(guī)劃適時(shí)開展升級(jí)改造，提升配電網(wǎng)接入和消納能力。統(tǒng)籌地區(qū)用戶及電源接入需求，結(jié)合年度電網(wǎng)滾動(dòng)規(guī)劃，調(diào)整110 kV 和35 kV 規(guī)劃項(xiàng)目，滿足試點(diǎn)地區(qū)分布式光伏“應(yīng)接盡接、全額消納”。

開展配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和形態(tài)升級(jí)關(guān)鍵技術(shù)研究。基于大規(guī)模分布式光伏接入配電網(wǎng)發(fā)展形勢(shì)，開展配電網(wǎng)規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)研究。重點(diǎn)開展縣（區(qū)）域網(wǎng)架與新能源及分布式電源發(fā)展的適應(yīng)性；深化分布式電源、微電網(wǎng)等廣泛分布的配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)研究，指導(dǎo)分布式電源等安全、有序的接入配電網(wǎng)；開展新形勢(shì)、新要求下的配電網(wǎng)建設(shè)改造原則和標(biāo)準(zhǔn)研究，推動(dòng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、形態(tài)及功能升級(jí)。選擇合適區(qū)域試點(diǎn)開展新型電力配電網(wǎng)規(guī)劃示范區(qū)，為應(yīng)對(duì)大規(guī)模分布式光伏接入提供規(guī)劃技術(shù)支撐。

推進(jìn)用能結(jié)構(gòu)升級(jí)提升光伏就地消納能力。大力推進(jìn)全社會(huì)用能結(jié)構(gòu)升級(jí)。實(shí)施綠色公共機(jī)構(gòu)改造行動(dòng)，在全省黨政機(jī)關(guān)辦公區(qū)開展“合同能源管理+電能替代”集中示范。推動(dòng)綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展，聚焦“糧藥茶煙”農(nóng)業(yè)四大領(lǐng)域，全面推廣電烘干技術(shù)，持續(xù)擴(kuò)大替代規(guī)模效應(yīng)。在大棚種植、畜牧和水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域，推廣農(nóng)光互補(bǔ)等新技術(shù)，在鄉(xiāng)村旅游領(lǐng)域持續(xù)打造全電景區(qū)，打造一批電氣化示范村。持續(xù)推進(jìn)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推進(jìn)規(guī)劃布局，將充電設(shè)施建設(shè)發(fā)展規(guī)劃納入城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃，提前做好充換電設(shè)施落地方案。

3.2 運(yùn)檢技術(shù)升級(jí)，夯實(shí)配電網(wǎng)可靠運(yùn)行基礎(chǔ)

在分布式光伏整縣推進(jìn)背景下，加快推進(jìn)光伏接入臺(tái)區(qū)智能融合終端的建設(shè)工作，實(shí)現(xiàn)整縣分布式光伏臺(tái)區(qū)融合終端全覆蓋。構(gòu)建以融合終端為核心的臺(tái)區(qū)智能互動(dòng)體系，實(shí)現(xiàn)分布式光伏的可觀、可測(cè)、可控、可調(diào)。依托不同場(chǎng)景下的源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源，以“運(yùn)行安全、運(yùn)維智能、運(yùn)營(yíng)高效”為目標(biāo)因地制宜開發(fā)應(yīng)用。助力構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，積極服務(wù)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。重點(diǎn)實(shí)施6 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

3.2.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)全采集

通信方式：集中式儲(chǔ)能裝置在臺(tái)區(qū)側(cè)本地化部署，采用RS485 通信。光伏逆變器安裝在用戶側(cè)，采用物聯(lián)通信單元，將HPLC/RF 和RS485 不同的信道互相轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

實(shí)時(shí)采集：臺(tái)區(qū)智能融合終端周期采集臺(tái)區(qū)下轄光伏逆變器和儲(chǔ)能裝置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及告警信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)并網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)全面實(shí)時(shí)掌握。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)：輸入/輸出功率、電壓、電流、有功、無功、發(fā)電量等。

告警信息：并網(wǎng)狀態(tài)、故障停運(yùn)、輸出過流、孤島告警、故障通信、充放電狀態(tài)等。

3.2.2 并網(wǎng)多重保護(hù)

主動(dòng)孤島保護(hù)：要求并網(wǎng)設(shè)備必須帶有穩(wěn)定可靠的防孤島保護(hù)功能，當(dāng)出現(xiàn)孤島現(xiàn)象，并網(wǎng)設(shè)備必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)脫離電網(wǎng)。

App 自動(dòng)控制：當(dāng)監(jiān)測(cè)到低壓配電臺(tái)區(qū)全停電或某一分支線路停電時(shí)，分布式光伏電源消納App立即向停電線路下的所有戶用逆變器或儲(chǔ)能裝置發(fā)送離網(wǎng)指令，起到防孤島的雙重保護(hù)。

遠(yuǎn)程遙控離網(wǎng)：當(dāng)運(yùn)維人員對(duì)線路進(jìn)行檢修時(shí)，為確保人身安全，支持在云主站手動(dòng)對(duì)戶用的逆變器或儲(chǔ)能裝置發(fā)送停機(jī)脫離電網(wǎng)的指令操作。

3.2.3 過壓動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)

高滲透率分布式光伏易導(dǎo)致臺(tái)區(qū)電壓升高，傳統(tǒng)解決方案是降低戶用安裝光伏的容量或變壓器增容。新技術(shù)采用對(duì)逆變器的動(dòng)態(tài)功率調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)過壓調(diào)節(jié)，并及時(shí)上送過壓告警狀態(tài)至配電云主站。

3.2.4 儲(chǔ)能有序調(diào)節(jié)

基于智能融合終端，實(shí)現(xiàn)配電臺(tái)區(qū)側(cè)儲(chǔ)能設(shè)備的有序調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)如下功能：增加臺(tái)區(qū)有功調(diào)節(jié)能力、抑制三相不平衡、提高無功補(bǔ)償能力、削峰填谷。

3.2.5 諧波監(jiān)測(cè)治理

基于智能融合終端，實(shí)現(xiàn)配電臺(tái)區(qū)側(cè)諧波監(jiān)測(cè)：不低于21 次三相電壓諧波實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；對(duì)于諧波嚴(yán)重干擾到電網(wǎng)正常運(yùn)行的逆變器，靈活做告警乃至停機(jī)處理。

3.2.6 三相不平衡及線損調(diào)節(jié)

基于智能融合終端，實(shí)現(xiàn)配電臺(tái)區(qū)側(cè)三相不平衡實(shí)時(shí)檢測(cè)。發(fā)下不平衡指標(biāo)超標(biāo)，及時(shí)投入三相不平衡調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制低壓配電網(wǎng)損耗最低。

3.3 調(diào)度控制升級(jí)，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)

建立新型配網(wǎng)調(diào)度控制模式。以現(xiàn)有配網(wǎng)圖模系統(tǒng)為基礎(chǔ)，建立并完善分布式電源建模，研究應(yīng)用基于多種通信模式的分布式電源運(yùn)行信息接入技術(shù)，探索基于非專用網(wǎng)絡(luò)的高安全性調(diào)度控制模式，提高具備全景觀測(cè)、精準(zhǔn)控制、主配協(xié)同的新型有源配網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持能力，實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)一個(gè)源、配網(wǎng)一張圖、業(yè)務(wù)一條線”，接入配網(wǎng)實(shí)時(shí)信息，基本實(shí)現(xiàn)有源配電網(wǎng)的安全調(diào)度。

升級(jí)大量分布式光伏接入后的配網(wǎng)保護(hù)應(yīng)用。研究新型電力系統(tǒng)配電網(wǎng)故障機(jī)理及特性，掌握分布式電源對(duì)饋線故障特性的影響，分析新型配電網(wǎng)故障和擾動(dòng)的響應(yīng)機(jī)理及動(dòng)態(tài)特性，提出新型配電網(wǎng)故障特征選取方法，實(shí)現(xiàn)分布式電源的最大利用率和故障快速隔離和供電恢復(fù)。

開展源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)調(diào)度控制。針對(duì)分布式光伏大規(guī)模接入帶來的諸多問題，推動(dòng)調(diào)度運(yùn)行模式由傳統(tǒng)的“源隨荷動(dòng)”向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元協(xié)調(diào)調(diào)度控制”的方式轉(zhuǎn)變。建立源網(wǎng)荷儲(chǔ)綜合資源管理平臺(tái)，開展各應(yīng)用場(chǎng)景下調(diào)度新能源消納能力評(píng)估和泛在資源互動(dòng)響應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)的研究。

3.4 管理機(jī)制升級(jí)，促進(jìn)隊(duì)伍素質(zhì)優(yōu)化提升

聯(lián)合多部門成立整縣光伏柔性團(tuán)隊(duì)。明確工作職責(zé)和責(zé)任分工，成立支撐整縣屋頂分布式光伏工作柔性團(tuán)隊(duì)。根據(jù)公司整體要求，制定工作目標(biāo)，負(fù)責(zé)細(xì)化工作任務(wù)、管控工作進(jìn)度、總結(jié)工作成效、推廣工作經(jīng)驗(yàn)，統(tǒng)籌落實(shí)各項(xiàng)工作內(nèi)容。

制定完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為應(yīng)對(duì)整縣屋頂光伏接入推進(jìn)，計(jì)劃編制修訂出臺(tái)多項(xiàng)技術(shù)規(guī)范及典型事故案例，從而指引人員的技術(shù)水平和風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)提高。

《分布式光伏并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》：明確面向整縣屋頂分布式光伏開發(fā)的分布式光伏接入中低壓配電網(wǎng)的典型模式、典型設(shè)計(jì)，完善已有分布式光伏并網(wǎng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，滿足并網(wǎng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、狀態(tài)管控智能化、與用戶設(shè)備調(diào)控互動(dòng)化等方面的要求。

《分布式光伏數(shù)據(jù)接入標(biāo)準(zhǔn)》：規(guī)范中低壓分布式光伏安全接入方式、數(shù)據(jù)接入、狀態(tài)管控與調(diào)控方式，切實(shí)提升配電網(wǎng)對(duì)中低壓分布式光伏的消納、平衡調(diào)節(jié)和安全承載能力。

《分布式光伏并網(wǎng)管理體系》：規(guī)范分布式光伏入網(wǎng)設(shè)備管理，完善儲(chǔ)能等配套支持政策體系，明確分布式光伏建設(shè)規(guī)范、設(shè)備性能、設(shè)備質(zhì)量、并網(wǎng)接電、參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)等監(jiān)管要求，引導(dǎo)分布式光伏有序、平衡發(fā)展，實(shí)現(xiàn)分布式光伏“宜建盡建”“宜接盡接”。

《分布式光伏配電網(wǎng)工程建設(shè)規(guī)范》：統(tǒng)籌傳統(tǒng)配電網(wǎng)建設(shè)、改造和新型電力系統(tǒng)建設(shè)需求，制定整縣屋頂分布式光伏開發(fā)背景下配電網(wǎng)工程建設(shè)規(guī)范，優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備選型、智能化等方面技術(shù)原則，明確中低壓配電設(shè)備、線路、網(wǎng)架建設(shè)要求。

強(qiáng)化基層人員技能培訓(xùn)。建設(shè)有源配電網(wǎng)真型試驗(yàn)場(chǎng)。為應(yīng)對(duì)分布式電源與電力電子設(shè)備（分布式光伏、電動(dòng)汽車充電樁等）對(duì)配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來的影響，進(jìn)一步優(yōu)化電力營(yíng)商環(huán)境。建設(shè)涵蓋10 kV 架空線、電纜與臺(tái)區(qū)的配電網(wǎng)真型試驗(yàn)場(chǎng)，解決配電網(wǎng)發(fā)展中遇到的實(shí)際問題，提升用戶用電可靠性，為配網(wǎng)新技術(shù)新設(shè)備的驗(yàn)證、專業(yè)管理決策提供實(shí)驗(yàn)支撐。

開展基層運(yùn)維人員技能培訓(xùn)。建立新型配電網(wǎng)實(shí)訓(xùn)基地。開展針對(duì)基層運(yùn)維人員的分布式光伏技能培訓(xùn)，內(nèi)容涵蓋：分布式光伏基本概念、基礎(chǔ)電力電子知識(shí)、常見故障解析、反孤島保護(hù)與防觸電技術(shù)要求等。開展分布式光伏實(shí)訓(xùn)能力建設(shè)，通過理論與實(shí)操培訓(xùn)相結(jié)合，提高基層運(yùn)維人員技能水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

“雙碳”背景下，新能源快速發(fā)展是必然趨勢(shì)，屋頂分布式光伏整縣開發(fā)符合國(guó)家政策和技術(shù)發(fā)展導(dǎo)向，應(yīng)積極響應(yīng)和支持。

整縣屋頂分布式光伏開發(fā)對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃、運(yùn)維檢修、調(diào)控運(yùn)行、建設(shè)改造、計(jì)量交易和公司經(jīng)營(yíng)等方面產(chǎn)生重大影響，為促進(jìn)分布式光伏健康有序安全發(fā)展，應(yīng)充分銜接電網(wǎng)現(xiàn)狀承載力、能源消納能力以及發(fā)展規(guī)劃，由電網(wǎng)測(cè)算、政府下達(dá)分區(qū)域、分設(shè)備、分線路、分電壓等級(jí)的年度建議裝機(jī)容量，合理引導(dǎo)屋頂光伏發(fā)電資源的開發(fā)節(jié)奏和布局，優(yōu)化節(jié)約配電網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)成本，力促屋頂光伏開發(fā)和電網(wǎng)發(fā)展的雙贏。