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)策源地碳達峰碳中和分布式能源碳達峰碳中和分布式能源高質(zhì)量發(fā)展我國新能源高速發(fā)展，黨的二十大報告將確我國新能源高速發(fā)展，黨的二十大報告將確保能源資源安全作為維護國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)妥推進碳達峰碳中和習近平總書記在中共中央政治局第十二次集體學習時強調(diào)，我國能源發(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)。應對這些挑戰(zhàn)，出路就是大力發(fā)展新能源電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)能源體系堅持分布式和集中式并舉，以分布式利用為主，推動可再生能源高比例發(fā)展?！茉瓷a(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略2016-20304代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實施方案》:堅持分布式和集中式并舉，以分布式利用為主，推動可再生能源加快發(fā)展分布式光伏、分散式風電等新能源項目，支持工業(yè)綠色微電網(wǎng)和源網(wǎng)荷儲一體化項目建設(shè)，推進多能互補高效利用“推動分布式電源、儲能及多元負荷等設(shè)備并網(wǎng)標準化、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，國家密集出臺分布式光伏相關(guān)政策，全國分布式光伏裝機容量出現(xiàn)3次顯口2024年2月，國家發(fā)改委國家能源局印發(fā)《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見提出，至2025年全國電網(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)展進一步提供了有利環(huán)境。中國南方電網(wǎng)補貼及成本變化補貼及成本變化(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)動轉(zhuǎn)向市場驅(qū)動30%自用-10年分布式光伏歷年裝機情況58一、分布式光伏發(fā)展歷程與展望非中國南方電網(wǎng)口受補貼電價降低影響，相較于2020年之前以“全額上網(wǎng)”為主的開發(fā)模式，近年來用戶在實際使用分布式光伏時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個省份分布式光伏裝機規(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)山東全國裝機規(guī)?？壳笆》?7民用電價(元/kWh)最佳料面總輻原量(kWhm2)項面積(平方公空)大工業(yè)電價(元kWh)多村人口(方人)居住用地(平方公里)用電量(億子瓦時)業(yè)用地(平方公1)商業(yè)用地(平方公里)般工商業(yè)電價(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)燃煤標桿電價(元kWh)一、分布式光伏發(fā)展歷程與展望中國南方電網(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)國網(wǎng)等效利用資源區(qū)山東責州部分省區(qū)資源特征伏責州南方五省區(qū)分布式光伏裝機3.99萬個3.80萬個南網(wǎng)區(qū)域分布式光伏分布情況分布式光伏發(fā)展趨勢分布式光伏發(fā)展趨勢pm9見產(chǎn)otQ見產(chǎn)otQ1.與電網(wǎng)運行相互影響問題1.與電網(wǎng)運行相互影響問題口電網(wǎng)安全風險問題：電壓/頻率越限導致分布式光伏脫網(wǎng)加劇故障程度、黑客攻擊導致發(fā)電功率瞬間大規(guī)模損失、日食極端條件下發(fā)電功率短時大規(guī)模波動口設(shè)備安全風險問題：分布式光伏向電網(wǎng)進行大規(guī)模潮流反送，導致設(shè)備重過載。口人身安全風險問題：一是部分逆變器防孤島保護功能不健全，停電檢修時臺區(qū)可能孤島運行，增大人身觸電風險。二是戶用設(shè)備私改剩余電流保護定值，存在因漏電流導致的人身觸電風險m全球首例光伏電站遭網(wǎng)絡(luò)攻擊(日本)倒流返送導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區(qū)，造成越級跳閘；二是光伏出力較大時，線路因反送電流超過過流保護定值發(fā)生異常跳閘；三是潮流頻繁轉(zhuǎn)向，配網(wǎng)無方向保護無法滿足故障隔離要求，無法實現(xiàn)故口引發(fā)供電質(zhì)量問題：一是臺區(qū)易出現(xiàn)因功率倒送引起的末端過電壓問題；二是低壓單相光伏無序接入造成三相不平衡；三是大量光伏逆變器產(chǎn)生諾波注入保護監(jiān)測點B測得短路電流減小口分布式光伏不參加市場交易：分布式光伏按照火電標桿電價保障性收購，而集中式電源進行市場交易，市場交易價格普遍低于保障性收購價格，隨著分布式光伏滲透率提高，市場參與各方的積極性受到較大影響口分布式光伏未承擔調(diào)節(jié)責任：分布式光伏完全可能成為東口缺乏與分布式資源相適應的市場交易機制：當前南方區(qū)域僅2000左右發(fā)電主體直接參與電力市場交易，若未來分布式光伏、儲能等發(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)運行技術(shù)2.建設(shè)運行技術(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00三相交流單極對稱結(jié)構(gòu)百SVG、CIM文件導入模型自動構(gòu)建實體系統(tǒng)+數(shù)字孿生運行監(jiān)測2.建設(shè)運行技術(shù)2.建設(shè)運行技術(shù)核心問題核心問題關(guān)鍵技術(shù)試點應用 中國南方電網(wǎng)2.建設(shè)運行技術(shù)2.建設(shè)運行技術(shù)應用南2.建設(shè)運行技術(shù)2.建設(shè)運行技術(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能技術(shù)問題口完善傳統(tǒng)配網(wǎng)保護的配置要求：開展分布式光伏大規(guī)模接入下的中低壓保護適應性研究，研究雙向潮流影響下過流保護、漏電流保護等傳統(tǒng)保護裝置的適配方法，減少因潮流反送、用戶故障出門等導致的越級跳閘、自動化/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)保護方法：綜合考慮分布式電源隨機波動外特性及控制策略內(nèi)環(huán)節(jié)影響，解決控制響應交互耦合保護可能發(fā)生誤\拒動問題，提升配電系統(tǒng)安全運行能力分布式光伏/儲能典型控制策略不同控制目標下配網(wǎng)故障特性口研發(fā)系列防孤島作業(yè)工器具：通過智能接地線實現(xiàn)多點聯(lián)動式防觸電監(jiān)測，解決因分布式光伏反向送電、孤島效應導致臺區(qū)作業(yè)線路帶電人身觸電風險增加的問題?？诎l(fā)揮柔性裝備反孤島能力：利用臺區(qū)電能質(zhì)量治理設(shè)備(SVG)、柔性互聯(lián)裝置、儲能PCS等電力電子設(shè)備，在臺區(qū)進入孤島狀態(tài)時主動向臺區(qū)注入擾動電流，則既可發(fā)揮裝置原有的電能質(zhì)量治理、功率支撐功能，又可實現(xiàn)反孤島孤島臺區(qū)孤島臺區(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Γ簩Υ嬖谙{困難的區(qū)域，鼓勵通過配建新型儲能、實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：根據(jù)區(qū)域負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