分布式电源接入配电网运行控制规范.doc

三、分布式电源接入配电网运行控制规范目 录1 适用范围22 规范性引用文件23 术语和定义34 一般性技术规定原则45 功率控制和电压调节55.1 控制方式55.2 控制权归属55.3 有功功率控制55.3.1 控制目标65.3.2频率异常响应特性65.3.3孤岛运行方式65.3.4孤岛运行方式65.4 电压/无功调节65.4.1 控制目标65.4.2 运行要求65.4.3 电压调节76 继电保护与安全控制76.1 基本要求76.2 过流与短路保护86.3 防孤岛保护86.4 逆功率保护86.5 恢复并网87 自动化与通信97.1监测97.2控制107.3通讯108启停118.1 启动118.2 停机129 防雷与接地121 适用范围（介绍本规定的主要内容；对本规定的适用范围和适用对象进行界定。）1.1本标准规定主要规定了分布式电源接入配电网的运行控制应遵循的一般技术原则和技术要求。1.2本规定标准适用于国家电网公司经营区域内以同步电机、感应电机、变流器等形式接入35kV及以下电压等级配电网的分布式电源。侧重于对公共联接点的控制2 规范性引用文件列出本规定所引用的相关文件。下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本文件。GB 2894 安全标志及其使用导则GB/T 12325-2008 电能质量 供电电压偏差GB/T 12326-2008 电能质量 电压波动和闪变GB/T 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波GB/T 15543-2008 电能质量 三相电压不平衡GB/T 15945-2008 电能质量 电力系统频率偏差GB 2894 安全标志及其使用导则GB/T 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程GB/T 17883 0.2S和0.5S级静止式交流有功电度表DL/T 584-2007 3kV110kV电网继电保护装置运行整定规程DL/T 1040 电网运行准则DL/T 448 电能计量装置技术管理规定DL/T 614 多功能电能表DL/T 645 多功能电能表通信协议DL/T 5202 电能量计量系统设计技术规程DL/T 634.5101 远动设备及系统 第5-101部分 传输规约 基本远动任务配套标准DL/T 634.5104 远动设备及系统 第5-104部分 传输规约 采用标准传输协议集的IEC60870-5-101网络访问GB/T 17883 0.2S和0.5S级静止式交流有功电度表IEEE 1547 IEEE Standard for Interconnecting Distributed Resources with Electric Power Systems （资料性附录）IEC61000-4-30 Testing and Measurement Techniques - Power Quality Measurement Methods（资料性附录）Q/GDW 370-2009 城市配电网技术导则Q/GDW 156-2006 城市电力网规划设计导则CSA StdC22 3 9 Interconnection of Distributed Resources and Electricity Supply Systems-Draft（资料性附录）分布式电源接入电网参照发电厂运行控制规范（对分布式电源的发电容量、备用容量等调度相关内容）3 术语和定义（本规定采用了下列名词和术语。）3.1 分布式电源（Distribution Resource）本规定所指分布式电源是指接入35kV及以下电压等级的分布式电源，包括同步电机、感应电机、变流器等类型。3.2 公共连接点（point of common coupling（PCC）电力系统中一个以上用户的连接处。3.3 并网点（point of interconnection）对于通过变压器接入公共电网的电源，并网点指与公用电网直接连接的变压器高压侧母线。对于不通过变压器直接接入公共电网的电源，并网点指电源的输出汇总点，并网点也称接入点。3.4 变流器（converter）用于将电能变换成适合于电网使用的一种或多种形式电能的电气设备。注1：具备控制、保护和滤波功能，用于电源和电网之间接口的静态功率变流器。有时被称为功率调节子系统、功率变换系统、静态变换器，或者功率调节单元。注2：由于其整体化的属性，在维修或维护时才要求变流器与电网完全断开。在其他所有的时间里，无论变流器是否在向电网输送电力，控制电路应保持与电网的连接，以监测电网状态。“停止向电网线路送电”的说法在本规定中普遍使用。应该认识到在发生跳闸时，例如过电压跳闸，变流器不会与电网完全断开。变流器维护时可以通过一个电网交流断路开关来实现与电网完全断开。3.5 变流器类型电源（converter-type power supply）采用变流器连接到电网的电源。3.6 同步电机类型电源（synchronous-machine-type power supply）通过同步电机发电的电源。3.7 异步电机类型电源（asynchronous-machine-type power supply）通过异步电机发电的电源。3.8 孤岛现象（islanding）电网失压时，电源仍保持对失压电网中的某一部分线路继续供电的状态。孤岛现象可分为非计划性孤岛现象和计划性孤岛现象。非计划性孤岛现象（unintentional islanding）非计划、不受控地发生孤岛现象。计划性孤岛现象（intentional islanding）按预先设置的控制策略，有计划地发生孤岛现象。3.9 防孤岛（anti-islanding）防止非计划性孤岛现象的发生。注：非计划性孤岛现象发生时，由于系统供电状态未知，将造成以下不利影响：可能危及电网线路维护人员和用户的生命安全；干扰电网的正常合闸；电网不能控制孤岛中的电压和频率，从而损坏配电设备和用户设备。分布式电源系统有效接地系统分布式电源接入点Parallel operation，并联运行连接系统4 一般性技术规定原则（本章明确说明本规定与其他相关标准的适用关系，分布式电源接入系统配电网运行控制的一般性技术原则。）4.1各单位应遵照本规范，结合国家及行业现行有关标准、规范和规程的规定，结合本地区实际情况，制定、完善本地区分布式电源接入配电网运行控制相关规程、规定。4.21并网点的确定原则为电源并入电网后能有效输送电力并且能确保电网的安全稳定运行。分布式电源的接入应满足Q/GDW 370-2009城市配电网技术导则对分布式电源的要求。分布式电源接入的运行与控制应以不影响配电网的安全稳定为原则，分布式电源的接入应满足Q/GDW 370-2009城市配电网技术导则对分布式电源的要求。4.2分布式电源接入公共线路时，其最大输出功率之和不应超过接入公共线路容量的30%；其采用专线接入时，其最大输出功率之和不应超过其所接入的上级变电站单台主变容量的30%。4.3分布式电源分三相和单相接入配电网，其输出电压、频率和相位应与接入点一致。4.4分布式电源接入点的总容量小于50kW时仅对运行状况进行监视，当接入点的总容量为50kW及以上时应对其运行状况进行监测和控制，其输出功率应是可调节的。4.5分布式电源单相接入配电网，在其运行中应满足三相平衡的技术要求，不满足时应退出运行。4.6分布式电源的运行不应改变现有配电网保护的配置。4.7分布式电源的接地和防雷应符合GB14050系统接地的型式及安全技术要求和DL/T621交流电气装置的接地的相关要求。4.3分布式电源并网点的短路电流与分布式电源额定电流之比不低于10。4.5分布式电源接入电压等级宜按照：200kW及以下分布式电源接入0.38kV电压等级电网；200kW以上分布式电源接入10kV（6kV）及以上电压等级电网。经过技术经济比较，分布式电源采用低一电压等级接入优于高一电压等级接入时，可采用低一电压等级接入。4.8各单位应遵照本规范，结合国家及行业现行有关标准、规范和规程的规定，结合本地区实际情况，制定、完善本地区分布式电源接入配电网运行控制相关规程、规定。5 分布式电源的运行控制5.1接入配电网的分布式电源，应按照容量和电压等级遵循分散布置、分层控制、分级调度的原则，其运行应按当地电力部门批准的运行方案实施，当地电力部门负责分布式电源的运行和控制。（参考电厂的调度运行规范）5.2接入配电网的分布式电源，应能向配电网输送电能质量合格、安全可靠的电能，实现有功的平衡，且不影响配电网的安全稳定运行。5.3需要进行功率控制的分布式电源应安装有功功率控制系统，具备有功功率调节能力、远方控制和就地控制功能，能够执行电网调度部门远方发送的有功出力控制命令，调节电站的有功功率输出，分布式电源的最大输出功率及功率变化率应符合当地电力部门批准的运行方案，保障配电网在故障和特殊运行方式时系统的稳定性。5.4分布式电源投运前应根据接入配电网的不同运行方式合理配置无功容量，使分布式电源的功率因数在合理的范围内。5.5需要进行电压调节的分布式电源应具备无功功率调节能力，能自动调整无功出力，保证输出功率因数在合理范围内，改善配电网的电压水平。5.6 分布式电源接入点的电压正弦波畸变率和注入配电网的谐波电流不得超过/14549的规定。当分布式电源接入点注入的谐波电流和引起接入点电压正弦波畸变率超过标准时，分布式电源应退出运行。5.7分布式电源的电压波动、闪变及三相不平衡度不得超过GB/T 12326-2008 、GB/T 15543-2008 的规定。当分布式电源接入点的电压波动、闪变及三相不平衡度对供电质量产生影响或对配电网安全运行构成干扰和妨碍时，分布式电源应退出运行。5.8计划孤岛的运行方式应按照电力部门的调度运行方案执行。注意每项内容的电压等级的划分，是否适用于所有的电压等级。5 功率控制和电压调节（本章主要规定分布式电源接入系统对配电网异常状态应具备的响应特性，包括对配电网电压异常和频率异常的响应。控制应涉及控制所属权、有功功率控制、电压/无功调节）5.1 控制方式接入配电网的分布式能源，应同时具备远方控制和就地控制功能，并能根据电网调度机构的指令，自动控制其有功功率，以保证接入配电网的运行稳定性。5.2 控制权归属接入配电网的分布式能源，遵循分散布置、分层控制、分级调度的原则，控制权归电力调度部门或按电网调度部门批准的运行方案实施就地控制。5.3 有功功率控制5.3.1 控制目标接入配电网的分布式能源，应能向配电网输送电能质量合格、安全可靠的电能，起到减小供电压力、降低网络损耗、改善电压水平的作用。5.3.2频率异常响应特性当并网点的频率超出49.5Hz50.2Hz的范围时，分布式能源应能在0.2s内停止向配电网送电。5.3.3孤岛运行方式若分布式能源具备孤岛运行能力，在局部配网失电后，应能有计划地恢复对部分负荷的供电。5.3.4孤岛运行方式（内容概要：具备孤岛运行能力，在局部配网失电时，有计划地恢复对部分负荷供电）5.4 电压/无功调节5.4.1 控制目标（内容概要：满足并网点功率因素，改善局部配网电压水平）接入配电网的分布式能源，应具备无功功率调节能力，当输出有功功率变化时，能自动调整无功出力，保证输出功率因数在合理范围内，并在一定程度上改善局部配网的电压水平。5.4.2 运行要求（内容概要：同时具备进相和滞相运行方式，连续可调无功功率）分布式能源的输出功率因数应不小于0.98(滞后或超前)。对于具体工程项目，必要时应根据实际网络进行论证，确定分布式能源合理的功率因数范围。5.4.3 电压调节（内容概要：通过调节无功功率，在分布式电源允许运行条件下，改善局部配网电压水平）5.5电压异常响应特性当并网点电压超过0.85 UN1.1UN范围时，分布式能源应能在2s内停止向配电网送电。分布式电源接入变电站的主变压器宜采用有载调压变压器，分接头切换可手动控制或自动控制，根据电网调度部门的指令进行调整。同步分布式电源 并网工作时，要求其输出电压能跟踪电网电压。分布式电源同步要求如表所示 。5.5.1电压异常响应特性（内容概要：当并网点电压异常时，分不同电压运行范围，确定分布式电源投退策略）5.5.2频率异常响应特性（内容概要：当并网点频率异常时，分不同频率运行范围，确定分布式电源投退策略）6 继电保护与安全控制6.1 通过380/220V电压等级并网的分布式电源，电源容量小于50kW，可配置低压过流保护开关和漏电保护装置。6.2 通过380/220V电压等级并网的分布式电源，电源容量在50kW及以上，可配置快速熔丝及低压过流保护开关，并具有漏电保护功能。6.3通过10kV（6kV）35kV电压等级接入公共线路的分布式电源，宜配置电流电压保护和逆功率保护。逆向功率保护系统在不可逆流的并网方式下工作，当检测到供电变压器次级处的逆流器额定输出的5%时，逆向功率保护应在0.5-2s内将光伏系统与电网断开。6.4通过10kV（6kV）35kV电压等级接入专用线路的分布式电源，宜配置光纤电流差动保护。6.5 分布式电源需具备一定的过电流能力，在120倍额定电流以下，分布式电源连续可靠工作时间应不小于 1 分钟；在120%150%额定电流内，分布式电源连续可靠工作时间应不小于10秒。 接入点的分布式电源短路电流总和不允许超过接入点允许的短路电流。分布式电源应配置具有反时限特性的保护。6.6当检测到配电网侧发生短路时，分布式电源系统向配电网输出的短路电流应不大于额定电流的150%，同时分布式电源应与配电网断开。6.7接入配电网的分布式电源应具备一定的电压和频率响应特性，当接入点的电压和频率超出规定范围时，应与配电网的断开，其电压和频率的超出范围值和断开时间均应按照QGDW 480-2010分布式电源接入电网技术规定7.1和7.2条的规定执行。6.8分布式电源应具备快速监测孤岛且立即断开与配电网连接的能力，其防孤岛保护应与配电网侧线路保护相配合。防孤岛保护应同时具备主动式和被动式两种保护。主动防孤岛效应保护方式主要有频率偏离、有功功率变动、无功功率变动、电流脉冲注入引起阻抗变动等。被动防孤岛效应保护方式主要有电压相位跳动、3次电压谐波变动、频率变化等。6.9系统发生扰动，分布式电源脱网后，在电网电压和频率恢复到正常范围之前，分布式电源不允许并网。在电网电压和频率恢复正常后，对于容量小于50kW的分布式电源，延时20秒后且分布式电源满足电压、频率、相角等并网条件时才能恢复并网，对于容量在50kW及以上的分布式电源应得到当地电力部门的允许方能重新接入配电网。6.11对于接入配电网的分布式电源，应由当地电力部门负责其继电保护定值的计算、整定，并定期进行校验。6 继电保护与安全控制（分布式电源接入系统与配电网保护直接的协调配合技术要求，规定分布式电源防孤岛保护的技术要求，以及元件保护、系统保护的功能做出规定。）分布式电源接入系统与配电网保护直接的协调配合技术要求，规定分布式电源防孤岛保护的技术要求，以及元件保护、系统保护的功能做出规定。6.1 基本要求6.1.1 分布式电源接入配电网不应破坏配电网线路自动重合闸，不应改变原有保护的协调性。6.1.2 相邻线路故障时，分布式电源提供的反向电流不应使分布式电源所在线路的断路器定时限过流保护误动作。6.1.3 线路末端短路故障时，分布式电源的分流作用使断路器检测到的故障电流减小，但此时仍要保证电流速断保护能可靠动作。6.1.4 为避免非同期重合闸给配电网和分布式电源设备带来的冲击，配电网线路重合闸需检线路无压或同期重合。6.2 过流与短路保护 6.2.1 分布式电源需具备一定的过电流能力，在120倍额定电流以下，分布式电源连续可靠工作时间应不小于 1 分钟；在120%150%额定电流内，分布式电源连续可靠工作时间应不小于10秒。 6.2.2 当检测到配电网侧发生短路时，分布式电源系统向配电网输出的短路电流应不大于额定电流的150%。6.3 防孤岛保护6.3.1 分布式电源必须具备快速监测孤岛且立即断开与配电网连接的能力，其防孤岛保护应与配电网线路保护相配合。防孤岛保护应在线路重合闸前动作。6.3.2 防孤岛保护必须同时具备主动式和被动式两种，应设置至少各一种主动和被动防孤岛保护。6.4 逆功率保护 分布式电源在不可逆流的并网方式下工作，当检测到逆向电流超过额定输出的5时，分布式电源应在0.52秒内停止向配电网线路送电。6.5 恢复并网6.5.1 系统发生扰动后，在电网电压和频率恢复正常范围之前，可逆流的分布式电源不允许并网。6.5.2 在电网电压和频率恢复正常后，可逆流的分布式电源需要经过一个可调的延时时间后且满足电压、频率、相角等并网条件时才能重新并入配电网，这个延时一般为20 秒到5分钟。主要参考GB 19939-2005 光伏系统并网技术要求、国家电网公司光伏电站接入电网技术规定（试行）分布式电源 不应当破坏的自动重合闸，不改变原有电力系统保护的协调性，分布式电源必须满足反孤岛保护的要求；反非计划孤岛保护当主电网失电，分布式电源处于无(计划)意识孤岛时，必须尽快断开，建议小光伏系统应该使用标准化逆变器，以确保逆变器具有反孤岛保J。逆变器在孤岛条件下应在l0个周期条件下停止供电。所有的开关点必须安装同步设备或互锁设备， 以防止非同期运行。重合闸分布式电源应在重合闸前停止供电，以防止非同期重合闸， 以限制过流，防止保护装置动作或避免变压器，电动机和分布式电源损坏。7 自动化与通信（本章规定分布式电源接入配电网在监测、控制、通信方面的技术要求。其中，监测应涉及监测原则、监测对象、监测信号等方面的内容；控制应涉及控制所属权、分布式电源运行控制系统与配电自动化系统的控制配合等方面的内容；通信涉及通信方式、通信媒介、通信规约等方面的内容。）7 自动化（本章规定分布式电源接入配电网在监测、控制、通信方面的技术要求。其中，监测应涉及监测原则、监测对象、监测信号等方面的内容；控制应涉及控制所属权、分布式电源运行控制系统与配电自动化系统的控制配合等方面的内容；通信涉及通信方式、通信媒介、通信规约等方面的内容。，电能质量的谐波量（10min2h24h）7.1分布式电源接入配电网应对分布式电源接入点及相关设备进行监测和控制。7.2监测的内容包括有：-电气模拟量：电源并网点的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率（电网侧及电源侧），2-25次谐波值，电压不平衡度、直流电流分量；-电能量：电源并网点的正反向电量；-状态量：电源并网点的并网断路器状态、故障信息、分布式电源远方终端状态信号和通信通道状态等信号；-其他数据量：分布式电源的总容量、投入容量、。等。7.3分布式电源控制的功能包括有：控制对象主要包括：分布式电源的功率调节控制设备、电源并网点无功补偿设备、并网断路器1.2.2控制方式1.2.3控制原则8 通信8.1通过10kV (6kV)35kV电压等级并网的分布式电源应具备与电网调度机构之间进行数据通信的能力，能够采集电源的电气运行工况，上传至电网调度机构，应满足实时性要求，同时具有接受电网调度机构控制调节指令的能力。并网双方的通信系统应以满足电网安全经济运行对电力系统通信业务的要求为前提，满足继电保护、安全自动装置、自动化系统及调度电话等业务对电力通信的要求。（是否放到一般性原则）8.2分布式电源接入系统通信接口宜采用以太网、串行口等接口。8.3分布式电源接入系统通信通道宜采用光纤专网、配电线载波、无线专网和无线公网。其中：（1）光纤专网通信方式宜选择以太网无源光网络、工业以太网等光纤以太网技术；（2）中压电力线载波通信方式可选择电缆屏蔽层载波等技术；（3）无线专网通信方式宜选择符合国际标准、多厂家支持的宽带技术；（4）无线公网通信方式宜选择GPRS/CDMA/3G通信技术，在采用此方式时应符合电力二次系统安全防护规定。8.4分布式电源接入系统通信规约一般可采取基于DL/T634.5101和DL/T634.5104通信协议。7.1监测监测对象:分布式电源接入并网接入控制装置、分布式电源逆变器、分布式电源升压变等监测信号: 1、模拟量分布式电源的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、谐波电流（或谐波含量）。2、电能量对分布式电源与配电网公共连接点处的正反向电能量。3、状态量采集对公共连接点处开关状态、事故信号、异常信号、分布式电源远方终端状态和通信通道状态等信号。4、其它重要数据采集根据需要，可实现对重要分布式电源内部数据和运行环境数据进行采集，例如内部参数有逆变器数据、升压变数据等，环境参数有光照强度、温度、风速等气象数据等。7.2控制1、控制所属权：1、依据被控制设备所属权确定控制权2、与配电网控制系统控制权协调配合的确定分布式电源接入控制系统的控制权。2、与配电自动化的配合实现并网综合控制：并网方式控制：普通并网方式、并网不上网方式并网容量控制：为使分布式电源并网后潮流在可控范围内，需对并网容量加以限制。并网电压控制：根据分布式电源容量不同，选择合适并网电压7.3通讯通信方式主要包括光纤专网、配电线载波、无线专网和无线公网。其中：（1）光纤专网通信方式宜选择以太网无源光网络、工业以太网等光纤以太网技术；（2）中压电力线载波通信方式可选择电缆屏蔽层载波等技术；（3）无线专网通信方式宜选择符合国际标准、多厂家支持的宽带技术；（4）无线公网通信方式宜选择GPRS/CDMA/3G通信技术。具备遥控功能的配电自动化区域优先采用专网通信方式；依赖通信实现故障自动隔离和远程孤岛检测的区域宜采用光纤专网通信方式。通讯规约可采用iec60870-5-101、iec60870-5-101、DNP3.0等规约。基本要求分布式电源与电力系统调度部门之间通信方式和信息传输由双方协商一致后作出规定、包括互相提供的模拟和开断信号种类提供信号的方式和实时性要求等。正常运行信号在 正 常 运行情况下，分布式电源向电力系统调度部门提供的信号至少应当包括:分布式电源公共连接点处电压、注人电力系统的电流、有功功率、功率因数、频率和电量。故障信息分布式电源需要安装故障录波仪，且应记录故障前10s 到故障后60s 的情况。该记录装置应该包括必要数量的通道。89 启停（包括分布式电源在运行中的启停，以及运行检修中的启停等做出规定。）8.1 启动（内容概要：启动最大功率变化率不得大于规定值，防止并网点电压剧烈波动）9.1通过0.38kV电压等级并网的分布式电源的启停管理方式可与电网企业协商确定；通过10kV（6kV）35kV电压等级并网的分布式电源启停时应执行电网调度机构的指令。9.2 分布式电源启动时需要考虑当前电网频率、电压偏差状态和本地测量的信号，当电网频率、电压偏差超出本规定的正