淺談光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理

■ 國網(wǎng)河南衛(wèi)輝市供電公司 谷志偉 倪素奎

隨著能源的日益緊張和霧霾等空氣污染問題的發(fā)展，開發(fā)新能源實(shí)現(xiàn)清潔供能勢在必行，光伏發(fā)電具有污染物零排放、能源資源豐富、市場前景廣闊等特點(diǎn)。《國家能源局綜合司關(guān)于做好2023年風(fēng)電、光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)的通知》（國能綜通新能〔2023〕14號）中要求各地要統(tǒng)籌好光伏發(fā)電項(xiàng)目前期工作和并網(wǎng)消納，嚴(yán)格把握并網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)，合理安排交直流電力送出通道和資源。

光伏發(fā)電作為新興能源越來越受到人們的關(guān)注。它是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿募夹g(shù)，其結(jié)構(gòu)組成包括太陽電池板（組件）、控制器和逆變器。太陽能電池作為關(guān)鍵組成部分在經(jīng)過串聯(lián)并做好封裝保護(hù)后組成大面積太陽電池組件，再配置功率控制器等組件最終構(gòu)成光伏發(fā)電裝置。

光伏發(fā)電接入電力系統(tǒng)有利于提高配電網(wǎng)的可靠性，但也對并網(wǎng)和調(diào)度運(yùn)行管理等方面提出了新的挑戰(zhàn)。

光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的方式

光伏發(fā)電的電力接入電網(wǎng)常見的有3種方式， 直流接入方式、交流接入方式、微電網(wǎng)接入方式。這3種方式各有所長，適用場景也不同，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，具體詳見表1。

表1 光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的常見方式

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)一般是指運(yùn)用光伏組件將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的分布式發(fā)電系統(tǒng)。它倡導(dǎo)就近發(fā)電、并網(wǎng)、轉(zhuǎn)換和就地使用。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)可以分為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)也叫離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，是指太陽能發(fā)電系統(tǒng)不與公共電網(wǎng)連接的發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)光伏發(fā)電就是太陽能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合電網(wǎng)要求的交流電之后直接接入公用電網(wǎng)。通常有安裝在居民建筑物上或者較大型的系統(tǒng)上。

光伏發(fā)電并網(wǎng)調(diào)度管理

光伏發(fā)電項(xiàng)目方應(yīng)接受調(diào)控機(jī)構(gòu)對光伏發(fā)電電源接入系統(tǒng)方案的審查，例如:檢查一次接線方式、繼電保護(hù)及安全自動裝置和短路電流等內(nèi)容。無論光伏發(fā)電電源的投資主體或產(chǎn)權(quán)歸誰，只要其要求并入配電網(wǎng)的運(yùn)行，都必須與供電公司簽訂并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議，并且滿足并網(wǎng)運(yùn)行條件后才能并網(wǎng)。光伏發(fā)電電源項(xiàng)目方還應(yīng)該在并網(wǎng)前向有權(quán)管轄供電公司調(diào)控部門提供書面資料和電子文檔，提出設(shè)備的命名編號或建議。調(diào)控部門在光伏發(fā)電電源正式并網(wǎng)的前10個(gè)工作日確認(rèn)調(diào)度名稱。光伏發(fā)電電源項(xiàng)目方的關(guān)口計(jì)量裝置的安裝、合同與協(xié)議都簽訂后，還要接受調(diào)控機(jī)構(gòu)的并網(wǎng)驗(yàn)收工作，調(diào)控機(jī)構(gòu)會配合光伏發(fā)電電源項(xiàng)目方進(jìn)行并網(wǎng)調(diào)試，雙方確認(rèn)項(xiàng)目滿足技術(shù)要求后，才能轉(zhuǎn)入并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行。

運(yùn)行要求

以縣級供電企業(yè)為例，日常工作涉及的光伏發(fā)電項(xiàng)目電壓等級大多是10～35千伏的光伏電源，并網(wǎng)前要簽訂調(diào)度并網(wǎng)協(xié)議，服從當(dāng)?shù)氐厥泄╇姽倦娋W(wǎng)調(diào)控部門的統(tǒng)一調(diào)度，遵守調(diào)度紀(jì)律，嚴(yán)格執(zhí)行電網(wǎng)調(diào)控部門制定的相關(guān)規(guī)程和規(guī)定。

10～35千伏接入的光伏電源項(xiàng)目運(yùn)行方應(yīng)具有相關(guān)調(diào)度資格的運(yùn)行值班人員，按照要求執(zhí)行調(diào)控部門值班調(diào)度員的調(diào)度指令。電網(wǎng)調(diào)控部門調(diào)度管轄范圍內(nèi)的設(shè)備，光伏發(fā)電電源項(xiàng)目方應(yīng)嚴(yán)格按照調(diào)度相關(guān)操作制度，按照調(diào)度指令、電力系統(tǒng)調(diào)度規(guī)程和相關(guān)現(xiàn)場運(yùn)行規(guī)程等嚴(yán)格進(jìn)行操作。

正常方式下運(yùn)行

光伏發(fā)電電源的有功功率控制、無功功率與電壓調(diào)節(jié)應(yīng)滿足《光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》（GB/T 29319）的要求。通過10（6）～35千伏電壓等級接入的光伏電源，應(yīng)納入地區(qū)電網(wǎng)無功電壓平衡。地市供電公司調(diào)控部門應(yīng)根據(jù)分布式電源類型和實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行方式確定電壓調(diào)節(jié)方式。

特殊方式下運(yùn)行

電網(wǎng)出現(xiàn)特殊運(yùn)行方式，可能影響分布式電源正常運(yùn)行時(shí)，主管供電公司調(diào)控部門應(yīng)將有關(guān)情況及時(shí)通知分布式電源項(xiàng)目運(yùn)行維護(hù)方和地市供電公司營銷部門；電網(wǎng)運(yùn)行方式影響380/220伏接入的光伏發(fā)電電源運(yùn)行時(shí)，相關(guān)影響結(jié)果通過地市供電公司營銷部門轉(zhuǎn)發(fā)。

電網(wǎng)運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)，主管供電公司調(diào)控部門應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)安全約束以及分布式電源特性和運(yùn)行約束等，通過計(jì)算分析確定允許光伏發(fā)電電源上網(wǎng)的最大有功功率和有功功率變化率。

在電力系統(tǒng)事故或緊急情況下，為保障電力系統(tǒng)安全，電網(wǎng)調(diào)控部門有權(quán)限制分布式電源出力或暫時(shí)解列分布式電源。 10（6）～35千伏接入的分布式電源應(yīng)按地市供電公司調(diào)控部門指令控制其有功功率；380/220伏接入的分布式電源應(yīng)具備自適應(yīng)控制功能，當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓、頻率越限或發(fā)生孤島運(yùn)行時(shí)，應(yīng)能自動脫離電網(wǎng)。

光伏發(fā)電電源因電網(wǎng)發(fā)生擾動脫網(wǎng)后，在電網(wǎng)電壓和頻率恢復(fù)到正常運(yùn)行范圍之前不允許重新并網(wǎng)。在電網(wǎng)電壓和頻率恢復(fù)正常后，通過10（6）～35千伏接入的光伏發(fā)電電源恢復(fù)并網(wǎng)應(yīng)經(jīng)有權(quán)管轄供電公司調(diào)控部門的允許；380/220伏接入的光伏發(fā)電電源需要經(jīng)過一定延時(shí)后才能重新并網(wǎng)，延時(shí)值應(yīng)大于20秒，并網(wǎng)延時(shí)由地市供電公司調(diào)控部門在接入系統(tǒng)審查時(shí)給定，避免同一區(qū)域分布式電源同時(shí)并網(wǎng)。

10（6）～35千伏接入的光伏發(fā)電電源因故退出運(yùn)行，應(yīng)立即向地市供電公司調(diào)控部門匯報(bào)，經(jīng)調(diào)控部門同意后方可按照調(diào)度指令并網(wǎng)。光伏發(fā)電電源應(yīng)做好事故記錄并及時(shí)上報(bào)調(diào)控部門。

光伏發(fā)電電源的配電網(wǎng)電氣設(shè)備倒閘操作和運(yùn)維檢修，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)安全措施和技術(shù)措施要求。接入的10（6）～35千伏分布式光伏發(fā)電電源，系統(tǒng)側(cè)設(shè)備消缺、檢修優(yōu)先采用不停電作業(yè)方式，如需停電，在相關(guān)設(shè)備停役前完成分布式電源解列操作，待檢修工作結(jié)束后，分布式光伏發(fā)電電源應(yīng)按次序逐一并網(wǎng)。

電網(wǎng)輸電線路的檢修還應(yīng)綜合考慮電網(wǎng)運(yùn)行和分布式光伏發(fā)電電源發(fā)電規(guī)律及特點(diǎn)，盡量安排在分布式光伏發(fā)電電源發(fā)電出力小的季節(jié)和時(shí)間段進(jìn)行，以減少光伏發(fā)電電源的電量損失。

綜上所述，雖然光伏發(fā)電的應(yīng)用前景廣闊，但是其并網(wǎng)發(fā)電還是須要符合并網(wǎng)條件和服從電網(wǎng)調(diào)控機(jī)構(gòu)的調(diào)度管理，只有光伏發(fā)電電源項(xiàng)目方和電網(wǎng)調(diào)度管理方雙方各自遵守調(diào)度協(xié)議的規(guī)定，嚴(yán)格執(zhí)行電網(wǎng)運(yùn)行和調(diào)度管理相關(guān)規(guī)程，才能最終確保整個(gè)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。