能源互联网背景下的光伏接入电网管理模式探索

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 能源互联网背景下的光伏接入电网 管理模式探索 摘 要：随着科学技术的日新月 异，全球能源互联网作为一场新的能源 革命正在孕育而生，特高压电网、智能 电网、清洁能源成为能源互联网发展的 支撑平台，本文在此背景下，对大规模 光伏系统接入电网后的影响进行了分析， 并提出以完善标准、统筹规划、在线监 测、创新调控、 “源-网-荷-储”协调，加 快新能源电力系统改革等措施促进电网 企业在光伏管控方面适应全球能源互联 网发展。 中国论文网 /8/view-12798195.htm 关键词：能源互联网；光伏接入； 调控管理 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中图分类号：TM61 文献标识码： A 一、全球能源互联网概述 2016 年 2 月 29 日， 关于推进 “互联网+”智慧能源发展的指导意见 正式发布，意见中指出：能源互联网是 一种互联网与能源生产、传输、存储、 消费以及能源市场深度融合的能源产业 发展新形态，具有设备智能、多能协同、 信息对称、供需分散、系统扁平、交易 开放等主要特征。国家电网公司董事长 刘振亚提出全球能源互联网的实质就是 “特高压电网 +智能电网+清洁能源”，特 高压电网是关键，智能电网是基础，清 洁能源是根本。 能源互联网是推动我国能源革命 的重要战略支撑，对适应可再生能源规 模化发展，提升能源开发利用效率，推 动能源市场开放和产业升级，形成新的 经济增长点，提升能源国际合作水平具 有重要意义。太阳能光伏发电作为能源 互联网的一个重要分支，对清洁能源的 贡献不可估量，从电网发展角度考虑， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 太阳能光伏发电系统大规模接入电网运 行，实现清洁能源消纳，还可以节约成 本、降低环境污染，有着重要的经济意 义和社会意义。 二、光伏发电系统的组成及并网 方案 太阳能光伏发电系统利用“光伏 效应”的基本原理，通过太阳能电池板 作为介质，将太阳能转换成电能。 1. 光伏发电系统的组成 并网运行的太阳能光伏发电系统 主要是由太阳能光伏电池组件、光伏阵 列汇流箱、交直流配电柜、光伏并网逆 变器等设备组成。其中，最基本的是太 阳能电池，也是一种半导体器件，具有 “光生伏打”效应。太阳光照射强度以及 电池板的面积大小与电池的电流大小成 正比。其次，是光伏阵列汇流箱，它的 作用是汇流，先串联后并联，而后输出 直流电，经逆变器转变为交流电（光伏 专用） ，实现并网。除了主要的组成机 构以外，接入系统设备、系统的通信监 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 控装置、防雷及接地装置、滤波装置、 无功调节装置、电能质量监测装置等等， 主要对光伏并网的运行监控、提高电能 质量等方面起支撑作用。 2. 光伏系统接入配电网方案研究 方案一：光伏发电系统专线接入 公用站，占用公用变电站 10kV 间隔， 出线线路上无其他任何性质的负荷，并 网点设置为用户进线断路器，由该断路 器控制光伏系统是否并网运行。该方案 多为自发自用、余电上网类型的光伏系 统使用。从供电企业角度考虑，此类型 光伏系统接线简单，故障情况下隔离速 度快，影响小。 方案二：光伏发电系统“T 接” 接 入 10kV 配电线路，即在原有常规线路 的某一个点接入光伏系统，该线路仍为 其他用户供电，作为原线路的一个分支， 即是负荷也是电源，需考虑与原线路保 护的配合。 方案三：10kV 专线客户本站低 压接入光伏系统后，该用户仍以普通负 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 荷性质接入电网，光伏系统在用户站低 压侧安装开关为并网点，资产为用户内 部管理，这样能够使用户能够同时满足 常规电网用电和光伏系统用电。此方案 多为自发自用、余电不上网类型的光伏 用户使用。 方案四：为满足具备条件的 10kV 用户站对光伏的接入需求，将方 案二与方案三融合，更大程度地解决了 路由问题，节约成本，为清洁能源消纳 提供更优策略。但缺点是接线复杂，不 易管控，相关设备改造不能同步，相关 技术课题有待进一步研究。 三、光伏系统接入对电网运行的 影响分析 1. 光伏接入对继电保护的影响 就目前电力系统继电保护而言， 小容量光伏系统接入低压可能不会对系 统保护运行造成影响，但是在能源互联 网发展的未来，光伏以及各类清洁能源 大规模的并网将使系统各项参数发生变 化，例如短路阻抗等。在系统发生故障 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 时，短路电流会因光伏电源的存在发生 变化，极易出现保护失去灵敏性和选择 性。其次是对系统潮流的影响，对方向 性配合要求更高。在能源互联网建成的 未来，光伏发电系统占比扩大，需要继 电保护协调配置，并满足不同电源的接 入，满足特高压电网运行要求，形成更 为智能、灵活的继电保护系统。 2. 光伏接入对供电网络电能质量 的影响 我们知道，太阳能系统受天气光 照影响较为直接，不能提供稳定的能源 转化会使光伏系统出现各种扰动、谐波 等，进而影响供电系统对用户的供电频 率、供电电压等电能质量标准，对人们 生活、生产造成困扰。在常规电网接入 光伏系统可以通过电力电子逆变器、有 源滤波器等措施减少对其对电能质量的 影响，但在全球能源互联网飞速发展的 未来，供电网络将通过“ 源 -网- 荷-储”协 调发展、集成互补，将分布式能源转型 为常态电源，降低光伏接入对电能质量 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 的影响，为全球能源用户提供稳定的电 能供应。 3. 光伏接入对电网调控管理的影 响 电网调度控制中心作为电力系统 正常稳定运行的守护者和指挥者，对光 伏发电的接入影响有着更为直观的感受， 按照调度范围和电压等级不同，调控管 理工作也将面临光伏系统并网后，在电 网方式调整、优化网络运行、电网规划、 建设等方面的困难。在能源互联网背景 下，供电企业应创新调控管理模式，在 电网调频调峰、电网故障处理、计划检 修工作、防孤岛效应等方面充分考虑能 源互联、集成协调、智能优化、三网合 一，建立适应新能源电力系统的调控管 理模式。 建立适应能源互联网的光伏管理 新模式 电网企业为适应全球能源互联网 的发展，应在现有管理理念的基础上， 针对光伏管理采取以下几方面的措施： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 （1）建立健全有针对性的管理 标准。能源互联，标准先行， 关于推 进“互联网+”智慧能源发展的指导意见 已经发布，在意见的指导下，电网企业 应积极探索太阳能开发具体技术领域的 新标准，形成较为完备的技术及标准体 系，并推动实现国际化，引领全球能源 互联网的发展。 （2）从源头出发，长远统筹互 联网规划。能源互联网背景下的能源与 电力规划关键技术应向着多能聚合、互 补协调的方向发展，着力研究新型太阳 能体系及其耦合机理，能源互联网规划 方案优化及评价指标体系的建立，太阳 能及储能等关键设备的规划与投资等等。 （3）创新电网调控运行管理模 式。加强调控系统人员技术培训，熟练 掌握光伏并网运行的技术要求，开展含 光伏系统的各类故障演练，探索大规模 光伏接入后对电力系统负荷预测的影响。 在供电企业内部建立“ 规划 -营销- 运维- -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 调度”协同化管理模式，全过程管控光 伏系统接入电网运行。 （4） “源-网-荷-储”协调，加快新 能源电力系统改革。光伏接入电网运行 作为有源网络，从清洁能源利用、用户 多元化需求、智能电网建设等方面对新 能源电力系统建设提供支撑，通过“源- 网-荷-储”协调发展、集成互补，进而促 进能源互联网发展。 结语 在全球能源互联网发展的大背景 下，太阳能光伏发电系统的各项技术的 成熟和实践应用，将成为清洁能源高效 利用的主要组成部分。在天津，风、光 等多种形式新能源的消纳利用和并网已 有大量成功案例，大中小不同企业以及 居民个人的示