分布式光伏并網(wǎng)技術(shù)研究-南網(wǎng)電科院 吳寶英

2024年8月0CSG2023.AllRightsReserved南網(wǎng)中央研究院原創(chuàng)技術(shù)策源地分布式光伏發(fā)展歷程與展望二分布式光伏發(fā)展面臨問題三分布式光伏并網(wǎng)技術(shù)研究CM202.AIRidsered南網(wǎng)中央研究院原創(chuàng)技術(shù)策源地碳達(dá)峰碳中和分布式能源碳達(dá)峰碳中和分布式能源高質(zhì)量發(fā)展我國(guó)新能源高速發(fā)展，黨的二十大報(bào)告將確我國(guó)新能源高速發(fā)展，黨的二十大報(bào)告將確保能源資源安全作為維護(hù)國(guó)家安全能力的重要內(nèi)容，明確提出加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系和積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和習(xí)近平總書記在中共中央政治局第十二次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)，我國(guó)能源發(fā)展仍面臨需求壓力巨大、供給制約較多、綠色低碳轉(zhuǎn)型任務(wù)艱巨等一系列挑戰(zhàn)。應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，出路就是大力發(fā)展新能源電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)能源體系堅(jiān)持分布式和集中式并舉，以分布式利用為主，推動(dòng)可再生能源高比例發(fā)展?！茉瓷a(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略2016-20304代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》:堅(jiān)持分布式和集中式并舉，以分布式利用為主，推動(dòng)可再生能源加快發(fā)展分布式光伏、分散式風(fēng)電等新能源項(xiàng)目，支持工業(yè)綠色微電網(wǎng)和源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化項(xiàng)目建設(shè)，推進(jìn)多能互補(bǔ)高效利用“推動(dòng)分布式電源、儲(chǔ)能及多元負(fù)荷等設(shè)備并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，更好滿足規(guī)?？焖匍_發(fā)、廣泛靈活接入要求”一、分布式光伏發(fā)展歷程與展望分布式光伏發(fā)展歷程分布式光伏發(fā)展歷程口2013年以來，國(guó)家密集出臺(tái)分布式光伏相關(guān)政策，全國(guó)分布式光伏裝機(jī)容量出現(xiàn)3次顯口2024年2月，國(guó)家發(fā)改委國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于新形勢(shì)下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見提出，至2025年全國(guó)電網(wǎng)具備5億千瓦左右分布式新能源接納能力，為分布式光伏的持續(xù)快速發(fā)展進(jìn)一步提供了有利環(huán)境。中國(guó)南方電網(wǎng)補(bǔ)貼及成本變化補(bǔ)貼及成本變化(0.42元/kWh)30%自用-7.8年(0.32元/kWh)【政策前】【政策后】1.政策驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)30%自用-10年分布式光伏歷年裝機(jī)情況58一、分布式光伏發(fā)展歷程與展望非中國(guó)南方電網(wǎng)口受補(bǔ)貼電價(jià)降低影響，相較于2020年之前以“全額上網(wǎng)”為主的開發(fā)模式，近年來用戶在實(shí)際使用分布式光伏時(shí)逐漸傾向于采取自發(fā)自用模式，使分布式光伏逐步回歸就地消納、惠農(nóng)助企的本來目的工商業(yè)光伏60132013201420152016201720182019202020212022無76 分布式光伏主要分布分布式光伏主要分布口至2023年底，有8個(gè)省份分布式光伏裝機(jī)規(guī)模突破千萬千瓦，依次為山東、河南、江蘇、浙江、河北、安徽、廣東、江西，主要集中在華東、華中和華北地區(qū)山東全國(guó)裝機(jī)規(guī)?？壳笆》?7民用電價(jià)(元/kWh)最佳料面總輻原量(kWhm2)項(xiàng)面積(平方公空)大工業(yè)電價(jià)(元kWh)多村人口(方人)居住用地(平方公里)用電量(億子瓦時(shí))業(yè)用地(平方公1)商業(yè)用地(平方公里)般工商業(yè)電價(jià)(元kWh)人均gdp(元)城讀村工礦用地面積(平方公里)IRR(按照系統(tǒng)成本為45元W)村莊建設(shè)用地面積(公頃)城市人均可支配收入(元)燃煤標(biāo)桿電價(jià)(元kWh)一、分布式光伏發(fā)展歷程與展望中國(guó)南方電網(wǎng)南方電網(wǎng)區(qū)域發(fā)展現(xiàn)狀南方電網(wǎng)區(qū)域發(fā)展現(xiàn)狀口資源稟賦：云南大部、海南部分地區(qū)為太陽能1I類資源區(qū)，其他區(qū)域均為I類資源區(qū)，資源稟賦與華中地區(qū)相近，優(yōu)于華東地區(qū)。2023年底，并網(wǎng)裝機(jī)容量2055.7萬千瓦，廣東(占全網(wǎng)的71.45%)等效利用資源區(qū)國(guó)網(wǎng)等效利用資源區(qū)山東責(zé)州部分省區(qū)資源特征伏責(zé)州南方五省區(qū)分布式光伏裝機(jī)3.99萬個(gè)3.80萬個(gè)南網(wǎng)區(qū)域分布式光伏分布情況分布式光伏發(fā)展趨勢(shì)分布式光伏發(fā)展趨勢(shì)pm9見產(chǎn)otQ見產(chǎn)otQ1.與電網(wǎng)運(yùn)行相互影響問題1.與電網(wǎng)運(yùn)行相互影響問題口電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)問題：電壓/頻率越限導(dǎo)致分布式光伏脫網(wǎng)加劇故障程度、黑客攻擊導(dǎo)致發(fā)電功率瞬間大規(guī)模損失、日食極端條件下發(fā)電功率短時(shí)大規(guī)模波動(dòng)口設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)問題：分布式光伏向電網(wǎng)進(jìn)行大規(guī)模潮流反送，導(dǎo)致設(shè)備重過載?？谌松戆踩L(fēng)險(xiǎn)問題：一是部分逆變器防孤島保護(hù)功能不健全，停電檢修時(shí)臺(tái)區(qū)可能孤島運(yùn)行，增大人身觸電風(fēng)險(xiǎn)。二是戶用設(shè)備私改剩余電流保護(hù)定值，存在因漏電流導(dǎo)致的人身觸電風(fēng)險(xiǎn)m全球首例光伏電站遭網(wǎng)絡(luò)攻擊(日本)倒流返送導(dǎo)致配變燒損口影響可靠供電問題：一是部分用戶側(cè)并網(wǎng)箱空開泄漏電流整定值高于臺(tái)區(qū)，造成越級(jí)跳閘；二是光伏出力較大時(shí)，線路因反送電流超過過流保護(hù)定值發(fā)生異常跳閘；三是潮流頻繁轉(zhuǎn)向，配網(wǎng)無方向保護(hù)無法滿足故障隔離要求，無法實(shí)現(xiàn)故口引發(fā)供電質(zhì)量問題：一是臺(tái)區(qū)易出現(xiàn)因功率倒送引起的末端過電壓?jiǎn)栴}；二是低壓?jiǎn)蜗喙夥鼰o序接入造成三相不平衡；三是大量光伏逆變器產(chǎn)生諾波注入保護(hù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)B測(cè)得短路電流減小口分布式光伏不參加市場(chǎng)交易：分布式光伏按照火電標(biāo)桿電價(jià)保障性收購(gòu)，而集中式電源進(jìn)行市場(chǎng)交易，市場(chǎng)交易價(jià)格普遍低于保障性收購(gòu)價(jià)格，隨著分布式光伏滲透率提高，市場(chǎng)參與各方的積極性受到較大影響口分布式光伏未承擔(dān)調(diào)節(jié)責(zé)任：分布式光伏完全可能成為東口缺乏與分布式資源相適應(yīng)的市場(chǎng)交易機(jī)制：當(dāng)前南方區(qū)域僅2000左右發(fā)電主體直接參與電力市場(chǎng)交易，若未來分布式光伏、儲(chǔ)能等發(fā)電單元s目錄Contents1.遵循規(guī)劃基本原則1.遵循規(guī)劃基本原則駕2.建設(shè)運(yùn)行技術(shù)2.建設(shè)運(yùn)行技術(shù)廣東云浮微電網(wǎng)低碳園區(qū)關(guān)鍵技術(shù)換流器四象限功率調(diào)節(jié)直流改造提升線路供電能力00三相交流單極對(duì)稱結(jié)構(gòu)百SVG、CIM文件導(dǎo)入模型自動(dòng)構(gòu)建實(shí)體系統(tǒng)+數(shù)字孿生運(yùn)行監(jiān)測(cè)2.建設(shè)運(yùn)行技術(shù)2.建設(shè)運(yùn)行技術(shù)核心問題核心問題關(guān)鍵技術(shù)試點(diǎn)應(yīng)用 中國(guó)南方電網(wǎng)2.建設(shè)運(yùn)行技術(shù)2.建設(shè)運(yùn)行技術(shù)應(yīng)用南2.建設(shè)運(yùn)行技術(shù)2.建設(shè)運(yùn)行技術(shù)面向配電同供電質(zhì)量和消納水平提升的靈活分布式儲(chǔ)能技術(shù)問題口完善傳統(tǒng)配網(wǎng)保護(hù)的配置要求：開展分布式光伏大規(guī)模接入下的中低壓保護(hù)適應(yīng)性研究，研究雙向潮流影響下過流保護(hù)、漏電流保護(hù)等傳統(tǒng)保護(hù)裝置的適配方法，減少因潮流反送、用戶故障出門等導(dǎo)致的越級(jí)跳閘、自動(dòng)化/自愈配置困難等問題口研究基于電源控制規(guī)律特征的配網(wǎng)保護(hù)方法：綜合考慮分布式電源隨機(jī)波動(dòng)外特性及控制策略內(nèi)環(huán)節(jié)影響，解決控制響應(yīng)交互耦合保護(hù)可能發(fā)生誤\拒動(dòng)問題，提升配電系統(tǒng)安全運(yùn)行能力分布式光伏/儲(chǔ)能典型控制策略不同控制目標(biāo)下配網(wǎng)故障特性口研發(fā)系列防孤島作業(yè)工器具：通過智能接地線實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)式防觸電監(jiān)測(cè)，解決因分布式光伏反向送電、孤島效應(yīng)導(dǎo)致臺(tái)區(qū)作業(yè)線路帶電人身觸電風(fēng)險(xiǎn)增加的問題。口發(fā)揮柔性裝備反孤島能力：利用臺(tái)區(qū)電能質(zhì)量治理設(shè)備(SVG)、柔性互聯(lián)裝置、儲(chǔ)能PCS等電力電子設(shè)備，在臺(tái)區(qū)進(jìn)入孤島狀態(tài)時(shí)主動(dòng)向臺(tái)區(qū)注入擾動(dòng)電流，則既可發(fā)揮裝置原有的電能質(zhì)量治理、功率支撐功能，又可實(shí)現(xiàn)反孤島孤島臺(tái)區(qū)孤島臺(tái)區(qū)智能接地桿具備無線傳感、定位功能SVG型反孤島裝置注入擾動(dòng)電流拉偏頻率口就近消納：分布式光伏原則上就近消納，鼓勵(lì)各類園區(qū)和工商業(yè)企業(yè)光伏發(fā)電自發(fā)自用?？诤侠砼鋬?chǔ)：對(duì)存在消納困難的區(qū)域，鼓勵(lì)通過配建新型儲(chǔ)能、實(shí)施匯集升壓接入等措施解決接入能力和承載能力不足問題口網(wǎng)架升級(jí)：根據(jù)區(qū)域負(fù)荷水平和分布式光伏發(fā)展節(jié)奏，適度超前謀劃和加快配電網(wǎng)升級(jí)改造，以滿足大規(guī)模分布式光伏接入需求。 完善分布式光伏支持政策推動(dòng)以工商業(yè)光伏為代表的分布式光伏自發(fā)自用完善分布式光伏支持政策