《小水電與風(fēng)光互補(bǔ)控制系統(tǒng)技術(shù)條件》編制說(shuō)明

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定說(shuō)明

一、工作簡(jiǎn)況

1．任務(wù)來(lái)源

標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)來(lái)源為國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《分布式光伏與梯級(jí)小水電

互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電技術(shù)研究及應(yīng)用示范》。

隨著“碳達(dá)峰，碳中和”目標(biāo)的提出，提高可再生能源在電力系

統(tǒng)中的占比，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用成為能源行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)。為實(shí)

現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)，預(yù)計(jì)未來(lái)十年我國(guó)新能源發(fā)電裝機(jī)將年均增長(zhǎng)1.1億

kW，2030年總量將達(dá)到16.5億kW。然而，大規(guī)模風(fēng)光新能源接入

將給電力系統(tǒng)帶來(lái)能源形態(tài)的深刻變化，新能源的波動(dòng)性和隨機(jī)性也

將給電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。我國(guó)水能資源豐富，小水電站

分布廣泛，小水電機(jī)組（包括梯級(jí)小水電、分布式抽水蓄能機(jī)組）具

備快速靈活的響應(yīng)特性，可以很好的平滑風(fēng)光出力的波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水風(fēng)

光的實(shí)時(shí)電力互補(bǔ)；同時(shí)水電與風(fēng)光還具備時(shí)空互補(bǔ)特性，通過(guò)對(duì)水

電站水庫(kù)的優(yōu)化調(diào)度和協(xié)同控制，可以實(shí)現(xiàn)水能與風(fēng)能、光能在多時(shí)

間尺度的電力電量互補(bǔ)。此外，大部分區(qū)域的小水電、風(fēng)場(chǎng)與光伏站

使用同一個(gè)110kV或220kV變電站接入電網(wǎng)，水風(fēng)光具有相同的電

源接入點(diǎn)，為區(qū)域內(nèi)水風(fēng)光互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電提供了基本運(yùn)行條件。

為更好地規(guī)范國(guó)內(nèi)小水電與風(fēng)光新能源的多能互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電的

相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水風(fēng)光一體化的協(xié)同、經(jīng)濟(jì)和優(yōu)化運(yùn)行，有力支撐新

型電力系統(tǒng)建設(shè)，南京南瑞水利水電科技有限公司牽頭，國(guó)網(wǎng)四川省

電力公司電力科學(xué)研究院等作為編寫(xiě)單位，組織編寫(xiě)了《小水電與風(fēng)

光互補(bǔ)控制系統(tǒng)技術(shù)條件》。

2．主要工作過(guò)程

1

（1）2022年7月，提出標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)申請(qǐng)；

（2）2022年11月標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)獲得批復(fù)；

（3）2022年12月到8日，召開(kāi)線(xiàn)上啟動(dòng)會(huì)，明確了責(zé)任分工

和進(jìn)度計(jì)劃；

（4）2023年1月25日，完成標(biāo)準(zhǔn)大綱的初稿，進(jìn)行了線(xiàn)上討

論；

（5）2023年5月16日，完成標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的初稿，進(jìn)行了第一次

線(xiàn)上討論；

（6）2023年8月25日，完成標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的修改稿，進(jìn)行了第二

次線(xiàn)上討論；

（7）2023年11月22日，結(jié)合小水電行標(biāo)委員會(huì)專(zhuān)家意見(jiàn)，進(jìn)

行了第三次線(xiàn)上討論。

（8）2024年1月17日，國(guó)際小水電聯(lián)合會(huì)在成都組織召開(kāi)了

標(biāo)準(zhǔn)的初稿審查會(huì)，對(duì)團(tuán)標(biāo)的初稿進(jìn)行了討論和修改。

二、主要內(nèi)容及來(lái)源依據(jù)

1．本標(biāo)準(zhǔn)主要結(jié)構(gòu)及內(nèi)容

（1）目次。

（2）前言。

（3）標(biāo)準(zhǔn)正文共設(shè)7章：范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語(yǔ)和定義、

總體要求、系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)。

（4）附錄。

2．遵循的原則

本標(biāo)準(zhǔn)的體例格式、框架結(jié)構(gòu)編排及技術(shù)要素內(nèi)容主要根據(jù)

GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起

草規(guī)則-體例格式參照本導(dǎo)則》的規(guī)定進(jìn)行編寫(xiě)，并遵循如下原則：

2

（1）適用性原則。本標(biāo)準(zhǔn)立足國(guó)內(nèi)風(fēng)光新能源技術(shù)現(xiàn)狀，全面

考慮當(dāng)前相關(guān)技術(shù)發(fā)展水平，小水電站的實(shí)際情況，相關(guān)電力調(diào)度機(jī)

構(gòu)的技術(shù)要求等內(nèi)外部因素，對(duì)小水電與風(fēng)光互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電的技術(shù)要

求進(jìn)行了規(guī)定。

（2）先進(jìn)性原則。本標(biāo)準(zhǔn)緊扣提高區(qū)域小水電與風(fēng)光一體化生

產(chǎn)運(yùn)行和管理的目的，對(duì)水風(fēng)光多能互補(bǔ)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展進(jìn)行全面深

入調(diào)研，在確保安全可靠的前提下，盡可能采用更為先進(jìn)的技術(shù)和方

法，提高小水電與風(fēng)光聯(lián)合運(yùn)行的生產(chǎn)效率和效益。

（3）兼容性原則。本標(biāo)準(zhǔn)充分考慮了已建水電站、抽水蓄能電

站參與風(fēng)電場(chǎng)和光伏站互補(bǔ)運(yùn)行的各種情況，也考慮了新建抽水蓄能

的混合式電站參與聯(lián)合運(yùn)行的情況。

3．主要技術(shù)指標(biāo)

（1）互補(bǔ)系統(tǒng)聯(lián)合送出功率最大波動(dòng)：≤5%。

依據(jù)GB/T19964《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》。

互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)送出最大功率波動(dòng)=每分鐘內(nèi)的聯(lián)合送出功率

最大差值/聯(lián)合送出實(shí)發(fā)功率平均值。

|???|

?=???min

（?=?）?

∫?=0???

式中：

?為送出最大功率波動(dòng)；

????為1分鐘內(nèi)的互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)最大總有功功率；

????為1分鐘內(nèi)的互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)最小總有功功率；

??為互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)實(shí)時(shí)總有功功率；

?為指標(biāo)計(jì)算周期，60秒。

（2）互補(bǔ)系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)精度偏差：≤3%。

參考《華中區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠(chǎng)輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則2020》。

3

調(diào)節(jié)精度算法統(tǒng)計(jì)互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)總有功功率首次進(jìn)入調(diào)節(jié)

死區(qū)后的三個(gè)總出力點(diǎn)與總設(shè)定指令（或計(jì)劃曲線(xiàn)值）的差值和互補(bǔ)

聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)實(shí)時(shí)可調(diào)節(jié)最大出力的比值的平均值（進(jìn)入死區(qū)時(shí)刻為

第一個(gè)采樣點(diǎn)），若因新的指令原因，導(dǎo)致本次調(diào)節(jié)過(guò)程不能繼續(xù)保

持，則相應(yīng)取兩個(gè)點(diǎn)的均值，若仍然取不到，則取首次進(jìn)入死區(qū)點(diǎn)的

比值。

∑????(???)/?

?=?=1???(1≤N≤3)

?

式中：

?為實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)精度偏差；

??為總設(shè)定指令（或計(jì)劃曲線(xiàn)值）；

??為互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)實(shí)時(shí)總有功功率；

??為互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)實(shí)時(shí)可調(diào)最大出力。

4．試驗(yàn)分析

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《分布式光伏與梯級(jí)小水電互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電技術(shù)

研究及應(yīng)用示范》項(xiàng)目任務(wù)書(shū)中要求梯級(jí)水光蓄聯(lián)合發(fā)電的最大波動(dòng)

率為5%~8%，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)精度偏差≤3%。結(jié)合小金川梯級(jí)水光蓄互補(bǔ)

發(fā)電系統(tǒng)示范工程，項(xiàng)目從2022年10月份開(kāi)始試運(yùn)行，2023年7

月結(jié)束試運(yùn)行。

抽蓄試驗(yàn)過(guò)程中的豐、平、枯三個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的典型試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行

統(tǒng)計(jì)分析；實(shí)時(shí)平滑光伏測(cè)試最大波動(dòng)率指標(biāo)6346次，75次超過(guò)8%，

合格率為98.82%。同時(shí)，未進(jìn)行平滑互補(bǔ)的波動(dòng)測(cè)試共854次，其

中148次超過(guò)最大波動(dòng)率8%，合格率為82.55%；二次調(diào)頻指令測(cè)試

實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)精度279次，23次精度偏差超過(guò)3%，合格率為91.76%，

如下圖所示。

4

最大波動(dòng)率

1.18%

98.82%

不合格占比合格占比

最大波動(dòng)率(未互補(bǔ))

17.45%

82.55%

不合格占比合格占比

調(diào)節(jié)精度

8.24%

91.76%

不合格占比合格占比

5

根據(jù)前述試運(yùn)行數(shù)據(jù)，選取典型互補(bǔ)場(chǎng)景23天進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，

實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)精度在枯水期機(jī)組可用出力較少時(shí)不能完全對(duì)光伏出力波

動(dòng)進(jìn)行互補(bǔ)，導(dǎo)致指標(biāo)偏差最大為5.296%；進(jìn)入平水期和豐水期后，

機(jī)組可用出力可實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏出力波動(dòng)的互補(bǔ)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)精度可控制在

1.5%以?xún)?nèi)，在每個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程中，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)精度偏差平均值全部滿(mǎn)足≤

3%的要求。

%調(diào)節(jié)精度

6

5

4

3

2

1

0

1234567891011121314151617181920212223

最大最小平均值

最大波動(dòng)率在枯水期機(jī)組可用出力較少時(shí)不能完全對(duì)光伏出力

波動(dòng)進(jìn)行互補(bǔ)，導(dǎo)致波動(dòng)率偏差最大為17.421%；進(jìn)入平水期和豐水

期后，機(jī)組可用出力可實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏出力波動(dòng)的互補(bǔ)，最大波動(dòng)率可控

制在5%以?xún)?nèi)；在每個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程中，最大波動(dòng)率平均值全部滿(mǎn)足≤5%

的要求。

最大波動(dòng)率

%

35

30

25

20

15

10

5

0

12345678910111213141516171819202122232425

最大最小平均值

6

5．預(yù)期經(jīng)濟(jì)效果

（1）水光互補(bǔ)聯(lián)合運(yùn)行控制技術(shù)進(jìn)行推廣應(yīng)用，互補(bǔ)聯(lián)合運(yùn)行

控制與智能調(diào)度系統(tǒng)按單價(jià)200萬(wàn)元/套、每年銷(xiāo)售10套，合計(jì)每年

銷(xiāo)售額2000萬(wàn)元；分布式光伏預(yù)測(cè)系統(tǒng)按單價(jià)100萬(wàn)元/套、每年銷(xiāo)

售10套，合計(jì)每年銷(xiāo)售額1000萬(wàn)元；制造企業(yè)每年可取得3000萬(wàn)

的營(yíng)收。

（2）分布式光伏功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)可以精準(zhǔn)指導(dǎo)運(yùn)維，降低考核，

若光伏裝機(jī)容量以50MW計(jì)算，光伏年利用小時(shí)數(shù)為1500h，光伏預(yù)

測(cè)系統(tǒng)可增加發(fā)電量1%，50MW*1500h*1%=750000千瓦時(shí)，按光伏

發(fā)電0.3元/kWh，光伏發(fā)電站每年增加的出力獲得的年經(jīng)濟(jì)效益為：

50MW*1500h*1%*0.3=22.5萬(wàn)元。

（3）以全國(guó)光伏發(fā)電利用率98%為例，互補(bǔ)電站聯(lián)合運(yùn)行控制

與智能調(diào)度系統(tǒng)可直接減少光伏電站等效棄光電量2%以上，光伏裝

機(jī)以50MW計(jì)，按光伏發(fā)電價(jià)格0.3元/kWh計(jì)算，光伏年利用小時(shí)

1500小時(shí)，則直接效益：50MW*1500h*2%*0.3=45.0萬(wàn)元/年。

（4）互補(bǔ)電站聯(lián)合運(yùn)行控制與智能調(diào)度系統(tǒng)可提高工作效率，

降低運(yùn)維人員成本：按每個(gè)水電站、風(fēng)場(chǎng)和光伏站運(yùn)維人員成本15

萬(wàn)元計(jì)算，每個(gè)電站可減少2個(gè)運(yùn)維人員，則每年可節(jié)省人力成本

3*2*15萬(wàn)元=90萬(wàn)元。

三、國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析

1．與國(guó)際、國(guó)外同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比情況，或與測(cè)試的國(guó)外樣

品、樣機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比情況。

國(guó)內(nèi)外尚無(wú)水風(fēng)光互補(bǔ)的標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有：GBT19115

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)；DB44/T1509多能源互補(bǔ)微電網(wǎng)通用技術(shù)要求；

GB/T25382離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行驗(yàn)收規(guī)范；DB15/T1366離

7

網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)電站運(yùn)行管理及維護(hù)規(guī)范;DL/T2127多能互補(bǔ)分布式

能源系統(tǒng)能效評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則。國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有：IEEEStd1547

《IEEEStandardforInterconnectionandInteroperabilityofDistributed

EnergyResourceswithAssociatedElectricPowerSystemsInterfaces》

(分布式能源與相關(guān)電力系統(tǒng)接口互連和互操作性標(biāo)準(zhǔn))；IECTS

62786:2017《Distributedenergyresourcesconnectionwiththegrid》（分

布式能源與電網(wǎng)的連接）。

2．與國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)性分析。

對(duì)于國(guó)內(nèi)已有標(biāo)準(zhǔn)中與本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的技術(shù)要求，直接引用已有技

術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。

四、重大分歧意見(jiàn)的處理經(jīng)過(guò)和依據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)編制過(guò)程中