国网电科院_光伏电站接入电网技术规定综述

《国网电科院_光伏电站接入电网技术规定综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《国网电科院_光伏电站接入电网技术规定综述（89页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1.各种储能器件的特性 n近10年全球太阳能光伏产业年均增长41.3%，近5年为 49.5%。中国已经为世界上最大的光伏电池组件生产国， 2008年产量达到了2540MW，约占世界产量的40%。2009 年产量更是达到了3.3GW n2009年3 月26日颁布光电建筑应用财政补助政策、2009 年7月26日颁布 “金太阳示范工程” 政策，敦煌10MW光伏项 目成功招标，将大力推动建筑光电和大规模光伏电站的建设 。 n各种规划目标均提到，到2020年中国光伏发电的装机总 量将达到2000万千瓦。 国内太阳能发电发展形势逼人国内太阳能发电发展形势逼人 1. 编制背景及基本原则 n可再生能源法修正案

2、明确要求：“电网企业应当与按照可 再生能源开发利用规划建设，依法取得行政许可或者报送备案的 可再生能源发电企业签订并网协议，全额收购其电网覆盖范围内 符合并网技术标准的可再生能源并网发电项目的上网电量。发电 企业有义务配合电网企业保障电网安全。” n可再生能源发展“十一五”规划提出，到2010年初步建立可 再生能源技术创新体系，具备较强的研发和技术集成能力；制定 建筑物光伏并网、大型光伏并网、太阳能热发电并网的技术标准 。 n国家电网公司积极响应国家新能源的发展战略，促进光伏发电 大规模应用。 国内太阳能发电发展形势逼人国内太阳能发电发展形势逼人 1. 编制背景及基本原则 n现有标准 GB/T

3、 19939-2005光伏系统并网技术要求 GB/T 20046-2006光伏(光伏发电)系统电网接口特性 仅针对小型光伏电站电能质量和基本安全性提出了要求。 nGB/Z 19964-2005光伏发电站接入电力系统技术规定 已超使用期限； n缺少电网的规划、安全运行和可靠性等重要内容； n尚未建立光伏并网的检测标准和管理体系； 现有技术标准不能满足光伏电站大规模并网的需要现有技术标准不能满足光伏电站大规模并网的需要 1. 编制背景及基本原则 n不利于光伏逆变器厂商设计开发与电网要求相适应的并 网逆变器产品。 n不利于光伏电站进行规范化的光伏系统设计和设备选型 。 n不利于电网进行技术升级提升接

4、纳光伏发电的能力。 n不利于光伏电站与电网的协调控制和安全稳定运行。 标准的欠缺不利于光伏发电在国内的推广应用标准的欠缺不利于光伏发电在国内的推广应用 1. 编制背景及基本原则 2009年，根据国家能源局的要求、国家电网公司组织编制 了光伏电站接入电网技术规定 n2009年5月16日，国家电网公司组织内部专家在南京召开了对 技术规定的第一次讨论会 n2009年6月16日，国家能源局组织相关行业专家在北京召开了 第二次讨论会 n2009年6月27日，国家电网公司组织相关行业专家在北京召开 了第三次讨论会 n2009年7月21日，光伏电站接入电网技术规定（试行） 上 报国家能源局，并在国家电网公司

5、经营区域内试行。 n目前，该规定正计划上升为国家电网公司企业标准。 1. 编制背景及基本原则 技术规定的编制应充分利用现有的国际国内标准，与现行标 准不冲突、不抵触。 充分借鉴已有的国际国内标准充分借鉴已有的国际国内标准 标标准号名 称 国 外 IEC 61727-2004光伏（PV）系统-电网接口特性 IEC 61173-1992光伏发电系统过压 保护导则 IEC 62116-2008并网光伏逆变器防孤岛测试标 准 IEEE 1373-1999并网光伏系统测试 方法和规程推荐标准 IEEE 929-2000光伏系统电网接口推荐标准 IEEE 1547-2003分布式电源并网接口标准 UL 1

6、741-2001应用于电力系统的逆变器、控制器标准 VDE 0126.1.1-2006低压配电网用逆变器规范 国 内 GB-Z 19964-2005光伏发电发电站接入电电力系统统技术规术规定 GB-T 19939-2005光伏系统统并网技术术要求 GB-T 20046-2006光伏（PV）系统电统电网接口特性 1. 编制背景及基本原则 n长远来看，太阳能发电在2030年后具备成为战略能源的 资源、技术、成本和环境优势，2050年后可能成为重要的能 源供应来源。 n我国的太阳能光伏发电与欧洲等国家以“分散开发、低电 压就地接入”的发展方式不同，呈现出“大规模集中开发、中 高压接入”与“分散开发、

7、低电压就地接入”并举的发展趋势。 n为应对光伏发电在电网电源中的比例快速提高，必须考 虑其对电网电压频率控制的影响，对光伏电站进行科学合理 的调度运行控制。 综合考虑我国光伏发电发展的特点和趋势综合考虑我国光伏发电发展的特点和趋势 1. 编制背景及基本原则 n提高等新能源发电系统的自身能力，使其能够具备接近 或达到常规发电机组的运行性能； n建立新能源发电系统的信息化、自动化平台与相关标准 ，提高新能源电站自身的自动化水平，实现新能源发电的可 预测、可控制与可调度。 n实现新能源电站的智能控制，有效挖掘新能源电站支撑 电网运行的能力，实现电站与电网的互动。 结合未来智能电网对新能源电站提出的要

8、求结合未来智能电网对新能源电站提出的要求 1. 编制背景及基本原则 n目前，我国并网光伏电站的建设尚处于试验示范阶段， 缺乏统一的设计规范和接入标准。技术规定条款的可实现性 充分考虑了国内光伏发电的现有技术水平。 n对于由于技术和成本因素导致难以实现的技术需要（如 小型电站的远程通信、大型光伏电站的功率预报等），在本 技术规定中暂不作要求。 n针对国际上已经开始关注的光伏并网新问题，在标准中 考虑了一些具有前瞻性且易于实现的技术要求（如光伏电站 的低电压耐受能力等）。 结合光伏发电并网技术现状，考虑一定的前瞻性结合光伏发电并网技术现状，考虑一定的前瞻性 1. 编制背景及基本原则 n技术规定的编

9、制和实施，应有利于光伏逆变器厂商规范 其逆变器性能指标，开发适应电网要求的产品。 n技术规定的编制和实施，应有利于光伏电站的合理设计 （包括容量、接入电压等级、保护配置、监控通信等）和关 键设备选型。 有利于引导光伏企业和集成商进行产品和系统设计有利于引导光伏企业和集成商进行产品和系统设计 1. 编制背景及基本原则 n技术规定的编制和实施，应有利于电网掌握光伏电站的 运行状态和运行规律，进行稳定控制、继电保护、调度运行 等方面的技术升级，进行合理的接入电网规划设计，提升电 网接纳光伏发电的能力。 有利于电网进行科学的接入规划和技术升级有利于电网进行科学的接入规划和技术升级 报 告 内 容 n编

10、制背景及基本原则 n n 光伏发电对电网的影响光伏发电对电网的影响 n相关并网标准介绍 n技术规定主要内容 n相关的配套标准 n修订思路 n光伏发电的并网检测 2. 光伏发电对电网的影响 n我国的太阳能光伏发电呈现出“大规模集中开发、中高压 接入”与“分散开发、低电压就地接入”并举的发展趋势。 u大型电站形式 u分布式电源形式 n光照资源的随机性、间歇性、周期性是光伏电站对电网 产生影响的最主要因素 n与常规电源相比光伏发电的自身特点 u通过电力电子器件并网 u没有旋转部件：没有惯性、没有阻尼 2. 光伏发电对电网的影响 n光伏发电通过电力电子逆变器并网，易产生谐波、三相电 流不平衡；输出功率

11、随机性易造成电网电压波动、闪变 n建筑光伏直接在用户侧接入电网，电能质量问题直接影响 用户的电器设备安全。 电能质量问题电能质量问题 浙江示范工程 在10kV接入、400V接入、220V接入系 统中，都检测到谐波电流总畸变率偏高 的问题。随着容量的增大，谐波电流对 电网的影响将进一步加大。 2. 光伏发电对电网的影响 n太阳能资源具有间歇性、周期性、波动性、周期性等特点。当光伏发 电在电源中的比例不断增大的时候，对电网调峰的影响将愈加显著。 n光伏电源只在白天发电，具有一定的正调峰特性 u解决光伏发电的短期功率波动问题、 u如何利用光伏发电的正调峰特性进行合理的经济调度 u解决输电通道的利用率

12、问题。 电网调频与经济运行问题电网调频与经济运行问题 u西藏羊八井100kW电站：最大功 率变化率每分钟70； u浙江示范工程（运行3个月）： l250kW屋顶工程实测最大功率变化率 为每分钟20 l60kW屋顶工程实测最大功率变化率 为每分钟25 2. 光伏发电对电网的影响 n采用“集中开发、高压送出”模式开发的大规模光伏电站多集 中在西北、华北等日照资源丰富的荒漠/半荒漠地区，而这些 地区一般地域范围广而本地负荷小，光伏电站的电力需要进 行远距离输送。 n随着光伏电站数量和规模的不断加大，光照短期波动和周期 性变化引起的线路电压超限现象将逐步出现，长距离输电的 电压稳定性问题将成为制约大规

13、模光伏电站建设开发的主要 因素之一。 n光伏发电的运行控制特性完全由电力电子逆变器决定，没有 转动惯量和阻尼特性，与常规发电机组有较大的区别。光伏 发电的大规模接入对电网的安全稳定分析提出了新的挑战。 大电网稳定控制问题大电网稳定控制问题 2. 光伏发电对电网的影响 根本原因： n我国的中、低压配电网主要是中性点不接地(或经消弧线圈接地)系统，采 用单侧电源辐射型供电网络。 n光伏电源接入配电网，使配电系统从放射状结构变为多电源结构，潮流 和短路电流大小、流向以及分布特性均发生改变。 配电网的运行控制问题配电网的运行控制问题 2. 光伏发电对电网的影响 电压调节问题 n原有的调压方案不能满足接

14、入分布式电源后的配电网电压调节要求。因 此必须评估分布式电源对配电网电压的影响，研究新的调压策略 配电网的运行控制问题配电网的运行控制问题 对有载调压分接头动作影响 n 高电压 ：DG接入馈线，变压器 一次电压接近上限时 n 低电压：DG安装在LTC或者电 压调节器侧 对VQC影响 nDG启停，无功变化造成VQC动 作次数越界 2. 光伏发电对电网的影响 配电网的运行控制问题配电网的运行控制问题 继电保护问题 n在线路发生故障后，继电保护以及重合闸的动作行为都会受到光伏发电 系统的影响。对基于断路器的三段式电流保护的影响最为显著。 u导致本线路保护的灵敏度降低及拒动； u导致本线路保护误动 u

15、导致相邻线路的瞬时速断保护误动 并失去选择性 u导致重合闸不成功 u u日本2.2MW太阳城项目：大量配电网保护更换； u浙江示范工程：加装低周、低压解列、过流等保 护；校核和调整10kV电流速断、延时电流速断、 过流保护、反向故障保护定值。 2. 光伏发电对电网的影响 配电网的运行控制问题配电网的运行控制问题 孤岛引起的安全问题 n线路维护人员人身安全受到威胁 n与孤岛地区相连的用户供电质量受影响 （频率和电压偏出正常运行范围） n孤岛内部的保护装置无法协调 n电网供电恢复后会造成相位不同步 n孤岛电网与主网非同步重合闸造成操作过电压 n单相分布式发电系统会造成系统三相负载欠相供电 2. 光

16、伏发电对电网的影响 配电网的运行控制问题配电网的运行控制问题 配电网的监控通信 n我国配电网的信息自动化水平相对落后 n10kV及以下低压线路一般不具备通信通道 n光伏发电带来的双向计量计费问题 n 2. 光伏发电对电网的影响 n大量分布式光伏发电的接入使配电网对大型发电厂和输电网的依赖逐 步减少，使得如何在配电网中确定合理的电源结构、如何协调和有效 地利用各种类型的电源、在配电网规划中如何考虑分布式光伏发电的 影响等问题的研究，成为迫切需要解决的课题。 n电网的损耗主要取决于系统的潮流，分布式光伏发电系统影响系统的 潮流分布，也必然影响配网的损耗。光伏系统晚上不能发电，需要大 电网作为备用，所以并不能降低配电网的建设和改造费用。而系统网 损的大小、配电网建设改造投资多少都直接决定着电网的效益。 n传统的配电网计算分析和规划设计方法已经不适用于包含大量分布式 光伏发电的配电网，因此，必须针对新型的电源结构和供电方式，研 究适合分布式光伏系统接入的配网分析理论和规划设计方案。 配电网的规划设计配电网的规划设计 2. 光伏发电对电网的影响 n增