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分布式电源接入控制功能需求分析报告珠海许继芝电网自动化有限公司市场部二零一三年十月目 录1 背景12 现状调研22.1 国内典型案例22.1.1 河南郑州财专微电网试点项目22.1.2 中新天津生态城智能电网综合示范工程62.1.3 国家863项目南麂岛微电网示范工程82.1.4 河北承德御道口微电网试点102.1.5 珠海东澳岛智能微电网项目162.2 国外研究和试点情况172.3 供电企业172.4 规范要求182.4.1 IEEE1547182.4.2 配电自动化主站系统功能规范192.4.3 分布式能源接入电网技术规定192.4.4 分布式电源接入配电网测试技术规范212.4.5 分布式电源接入配电网运行控制规范222.4.6 分布式电源接入配电网监控系统功能规范222.4.7 配电网规划设计技术导则242.5 分布式电源及微电网主流厂家现状252.6 总结分析282.6.1 规划设计282.6.2 逆变器控制和设计292.6.3 微电网技术292.6.4 分布式电源控制和管理293 需求分析333.1 市场需求333.1.1 政策方面333.1.2 项目方面333.1.3 发展前景343.2 商务需求353.3 应用需求353.3.1 北京363.3.2 河南363.3.3 山东363.3.4 广东374 解决方案思路384.1 系统定位384.2 研发思路384.3 研发基础394.3.1 分布式电源接入控制功能394.3.2 分布式电源监控终端394.3.3 研究实验室404.4 技术方案414.4.1 第一阶段（2013年下半年）424.4.2 第二阶段（2014年上半年）444.4.3 第三阶段（2014年下半年）445 总结45附件一：国内研究和试点情况46附件二：国外研究和试点情况48附件三：许继集团微网产品简介50（一）整体方案50（二）微电网系统级产品51（三）光伏发电系列产品53（四）储能系列产品54附件四：四方继保CSGC-3000/MGMS分布式能源微网管理系统55（一）功能56（二）主要特点58附件五：“金太阳示范工程”58附件六：“863计划”59II1 背景能源是人类社会生存和发展的物质基础。以煤炭、石油、天然气等化石燃料为基础的常规能源的大规模开采和使用，使全球资源日益枯竭、环境不断恶化；我国经济持续健康发展和人民生活水平不断提高，社会对于能源的需求也与日俱增；工业的快速发展，CO2排放引起的全球气候变暖问题等，都是导致国家能源安全、环境污染、生态恶化重要原因。因此，大力开拓新能源和可再生能源的实际应用成为我国解决能源问题和保护环境的重要战略任务。今年1月23日，国务院印发的能源发展“十二五”规划，首次专辟一节提出大力发展分布式能源，要求到2015年建成1000个左右天然气分布式能源项目，战略规划性的政策指导受到行业极力关注。今年2月国家电网公司也再度发布关于做好分布式电源并网服务工作的意见，也明确提出要为分布式电源项目接入电网提供便利条件，为接入系统工程建设开辟绿色通道，积极促进分布式能源发展。国家电网“十二五”智能电网规划指出，“十二五”期间配电网智能化建设主要目标是在配电自动化基础较好地区，开展分布式发电、储能和微电网系统接入与协调控制试点建设，形成一定应用规模。智能电网的发展对于电网公司来说，即是挑战，也是机遇。研究和推广分布式电源接入控制功能，是配电环节智能化的发展趋势，对于坚强智能电网的建设具有重要意义。分布式电源是充分开发和利用可再生能源的理想发生，它具有投资小、清洁环保、供电可靠和发电方式灵活等优点，可以对未来大电网提供有力补充和有效支撑，大力发展分布式能源符合国家能源政策，随之大量分布式电源的并网必将给电力系统带来巨大的挑战，电力系统的可靠性将会降低；分布式电源并网运行后电力系统动态监测将面临诸多技术问题急需解决。通过对国内外分布式电源现状进行调研，分析供电企业、技术规范等对分布式电源要求，结合我公司研发现状和应用需求，提出针对分布式电源接入控制功能的研发思路和建议。2 现状调研2.1 国内典型案例国家电网公司结合坚强智能电网建设，积极开展微电网技术研究和试点工作：其中包含科研项目、试点工程18项，主要由电网企业建设（国网公司、南网、国电、兴业太阳能公司、许继集团、国电南瑞、四方继保、天大求实等），详情见附件一，基本情况如下： 电压等级：9个项目为380V；其余8个为10kV，1个为20kV； 装机容量：10个项目总装机容量1MW以下，其余4个5MW以下； 储能应用：13个项目配置了储能系统； 自平衡能力：大多为风电、光伏等间歇式电源，自平衡能力不强。目前，国内试点项目多为着重解决大电网供电困难的偏远农牧区、海岛用电问题，搭建技术研究和实证的平台。具备微型、清洁、友好的特征，不能完全实现自治。主要原因是国内项目大多为风电、光伏等间歇式电源，储能因技术和成本因素配置相对不足；国外一些试点项目除包括间歇式电源外，还包括燃机等非间歇式电源，自平衡能力较强。2.1.1 河南郑州财专微电网试点项目图 21 河南财专微电网试点项目该项目为国家电网2010年微电网试点项目，位于河南郑州中牟产业园区河南财政专科学校内；项目在宿舍楼、教学楼屋顶、图书馆南立面建设2MW并网光伏发电系统，一期建设380 kWp；在教学楼、宿舍配电室建设200kW/200kWh磷酸铁锂电池储能系统一座；配置分布式能源并离网控制器、负荷控制器，并配置微网综合能量管理系统实现分布式能源与电网协调运行。1、 参与厂家许继集团微网事业部为总承包，包含逆变器、集中控制器、微网控制系统，为河南财专微电网提供微网控制整体解决方案。2、 项目整体架构图 22 项目整体架构n 类型：并网型；n 电压等级：380V；n 容量规模：光伏350kW；电池储能200kW/200kWh；n 研究内容：研发微电网控制管理系统，实现微电网自动运行控制。3、 微网系统结构图 23 微网系统结构4、 系统主要功能图 24 系统主要功能5、 分布式电源监控图 25 分布式电源监控6、 并离网运行试验图 26 并离网运行试验2.1.2 中新天津生态城智能电网综合示范工程图 27 中新天津生态城智能电网综合示范工程中新天津生态城智能电网覆盖区域31平方公里，是目前国际上区域最大、功能最齐全的智能电网示范区。2011年9月19日建成投运的中新天津生态城智能电网综合示范工程，集中展示了智能电网的巨大魅力，实现了“两最”和“两大创新”：面积最大居世界之首，实现了中新天津生态城31平方公里的全区域覆盖；功能最全包括了发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信信息网络“六个环节一个平台”，涵盖了电力系统的全过程；技术创新建成了国内首个实现实体营业、自主营业、网上营业和手机营业“四位一体”的智能营业厅，自主开发了可视化平台、用户用能服务4个原创系统和8个技术支持系统；运营模式创新在管理上突破专业界限，不断拓展增值服务范围。中新天津生态城智能电网工程涉及发电、输电、变电、配电、用电、调度6大环节，包括分布式电源接入、储能系统、智能电网设备综合状态监测系统、智能变电站、配电自动化、电能质量监测和控制、用电信息采集系统、智能用电小区/楼宇、电动汽车充电设施、通信信息网络、电网智能运行可视化平台以及智能供电营业厅等12个子项工程，投运后将集中体现智能电网信息化、自动化、互动化的先进特性。中新天津生态城智能电网综合示范工程自2010年4月7日启动建设以来，国家电网公司从规划、设计到施工等各环节加强指导，天津市最大限度简化项目审批手续，滨海新区出台资金、用地等一系列支持性政策，为项目建设提供了坚强保障。项目实施中，天津公司与国内外20余个科研单位进行合作，与近30个国家和地区的百名专家学者，就智能电网建设理念、试点情况、政策环境等进行了广泛交流。完成了配用电融合等4个原创系统和8个技术支持系统开发，制定了微网调度运行等39项管理规范和技术标准。在此基础上，天津公司大力实施技术和管理创新，工程施工的同时，在电动汽车充换电等关键技术领域启动了大量课题研究，并申报863国家高技术发展课题“智能配用电园区技术集成研究”，为项目建设提供了智力支持。1、 参与厂家参与厂家有国电南瑞、天大求实、兴业公司，建设内容如下所示： 国电南瑞：四个子项目分别是“智能用电管理系统”、“营业厅智能运维管理系统”、“电动汽车充电系统”和“智能配电网自动化系统”。 天大求实：承担了微电网实施方案、设备采购、施工调试等工作。 兴业公司：天津中新生态城服务中心光伏车棚（应用形式：光伏车棚、光电面积：3200m2、装机容量：571.62 KW）、天津生态城万拓住宅光伏工程一期（项目类别：光伏幕墙、装机容量：380.13 KW）。2、 项目整体架构图 28 项目整体架构n 类型：并网型；n 电压等级：380V；n 容量规模：光伏30kW；风电6kW；锂电池储能15kW/60kWh；n 研究内容：试验高渗透率间歇性可再生能源集中接入的运行控制。2.1.3 国家863项目南麂岛微电网示范工程温州平阳县南麂岛离网型风光柴储综合系统工程是国家863计划“含分布式电源的微电网关键技术研发”课题的两个示范工程之一，该项目是国内首个MW级离网型新能源示范工程，项目位于浙江省东南的南麂列岛，该岛是联合国教科文组织世界生物圈保护区和国家级海洋自然保护区。岛内渔业和旅游业的发展改变了海岛的用电环境，随之而来的是用电量大幅增长，目前本岛用电完全由平阳电力有限责任公司的柴油发电机组提供。电力设施建设滞后，制约了海岛的进一步发展。南麂岛有较好的风能、太阳能等可再生能源可加以利用。本工程在本岛上建设风力发电、光伏发电、柴油机发电多种分布式电源，并安装适量的储能系统来抑制可再生能源的间歇性和波动性。建设南麂岛离网型风光柴储微网综合示范性工程，对于建设生态海岛、环保海岛，促进海洋经济和旅游的发展，提高海岛居民的生活品质，具有十分重要的意义。1、 参与厂家四方继保为微电网建设主要厂家，在该项目中四方公司提供500kVA储能设备6套，装机容量达到3MW。2、 项目整体架构图 29 项目整体架构n 类型：并网型n 电压等级：380Vn 容量规模：光伏60kW；风电10kW；双馈模拟系统30kW；柴油机250kW；蓄电池储能60kW/60kWh；飞轮储能250kWn 研究内容：建成微电网试验仿真平台，提出微电网多目标优化能量管理控制算法 3、 项目主要内容高渗透率分布式发电接入海岛独立供电系统；快速电网安全稳定运行控制：故障保护与故障扰动稳定控制、小扰动频率稳定控制、小扰动电压稳定控制。电网能量管理与优化运行调度：分布式发电平滑控制、运行方式切换、分布式电源出力与负荷预测，主电源快速切换控制，快速能量平衡控制和互补发电优化调度等。2.1.4 河北承德御道口微电网试点承德分布式发电/储能及微电网接入控制试点工程项目是国家电网公司2011年智能电网第三批试点项目。该项目当年立项、当年设计、当年研制建成并通过验收，成为分布式发电及微电网建设的示范工程。同时，该项目在分布式清洁能源发电及并网接入控制及有序管理、微电网与农网的协调运行管理以及关键设备研制等方面取得了多项技术突破，成为科研成果实现工程化应用的又一个成功范例。1、 参与厂家2011年12月16日，由国电南瑞研发、建设的“承德分布式发电/储能及微电网接入控制试点工程”顺利通过了华北公司组织的工程验收。该项目是国内第一个对分布式清洁能源发电进行并网接入控制的项目，也是农网智能化建设领域内的首个微电网项目。2、 项目简介图 210 项目简介n 类型：并网型n 电压等级：380Vn 容量规模：光伏50kW；风电60kW；锂电池储能100kW/128kWhn 研究内容：实现微电网与农网的协调运行管理，在接入控制及储能设备研制方面取得多项技术突破 3、 系统界面图 211 系统主界面图 212 光伏系统图 213 风机系统图 214 储能系统图 215 户用风光储图 216 运行控制图 217 设备管理图 218 电能质量2.1.5 珠海东澳岛智能微电网项目图 219 珠海东澳岛智能微电网项目2010 年12 月，珠海建成国内海岛智能微电网。东澳岛智能微电网项目根据海岛独特的自然条件，整合了太阳能、风能和柴油新旧能源发电单元，建设成包括1000KWp的光伏（太阳能）发电、50kW的风力发电和蓄电池储能系统在内的分布式供电系统，使全岛可再生能源发电比例达到70%，海岛旅游淡季更无需柴油发电。1、 参与厂家该项目参与厂家有兴业公司、四方继保、许继微网。珠海东澳岛的兆瓦级智能微电网项目主要有中国兴业太阳能技术控股有限公司承建，包括太阳能光伏发电系统和风力发电系统、以及柴油发电系统组成的多种能源接入的发电单元，蓄电池组成的储能单元，以及双向逆变器和控制器组成的控制单元，以及GPRS无线通讯构成的监控单元。发电单元由东澳电厂与文化中心两级发电系统构成，未来还有多级多种能源接入。各级发电系统之间能够信息交换，并由控制系统控制。从结构来看，珠海东澳岛项目包括发电单元、储能单元和智能控制，多级电网的安全快速切入或切出，从功能上看，实现了微能源与负荷一体化，清洁能源的接入和运行，还拥有独立的能源控制系统。因此，此次兴业太阳能公司在珠海东澳岛研发建设的兆瓦级智能微电网项目是中国智能微电网技术应用的成功示范。2、 东澳岛海岛供电系统结构图图 220 东澳岛海岛供电系统结构图2.2 国外研究和试点情况各国微电网的研究背景各有不同，但主要技术方向与国内一致。统计9个国家20个微电网试点项目，详情见附件二，均由政府或研究机构资助，目的是验证关键技术，基本情况如下： 电压等级：15个480V，4个10kV级，1个60kV（海岛）。 装机容量：16个1MW以下，2个5MW以下，1个100MW（海岛） 。 储能应用：10个项目配置储能系统。 自平衡能力：一些包括燃机等非间歇性电源的项目具备较强的自平衡能力。2.3 供电企业供电企业对分布式电源接入配电网进行管理未有明确的需求，因为目前国内分布式电源都是处于研究项目和示范工程，且大多是以微电网的形式存在。供电企业对分布式电源接入控制功能要求应能够满足国网/南方规范要求，能够应付验收，再此基础上才会考虑功能的实用性，因为未有成熟的工程与运维经验，目前都处于摸索阶段。对于技术满足方面大多是与电科院方面的专家进行沟通，对分布式电源的接入控制可先保证满足规范的基础上，能够应用，再通过与供电企业进行沟通、分析、总结，逐步形成完善的对分布式电源接入配电网的管理和应用体系。2.4 规范要求成功使用DG（分布式电源）的关键之一是DG与电网格互连。DG 的并网会产生两个方面的问题：一是并网系统本身的结构和性能；另一个就是DG 并网后对电力系统运行、控制、保护等各方面产生的影响。为了规范这些要求和影响，就必须制定得到各方认可的关于并网的统一规范和标准。但我国仍然缺乏统一DG 互连标准。目前国际上比较通用的标准是IEEE 1547标准，国内针对分布式电源颁布了分布式能源接入系统技术规定、分布式电源接入配电网测试技术规范、分布式电源接入配电网运行控制规范、分布式电源接入配电网监控系统功能规范等系列规范。2.4.1 IEEE1547国际标准中获得最广泛认可的是IEEE 1547标准，于2003年由电气与电子工程师协会（IEEE）正式出版。这一标准规定了10MVA以下DG互连的基本要求，涉及所有有关DG互连的主要问题，包括电能质量，系统可靠性，系统保护，通讯，安全标准，计量。IEEE1547标准已经扩展到成系列标准，包括： IEEE P1547.1，DG与电力系统互连一致性测试程序。这一标准于2005年出版完成，提供测试程序，以确认DG是否适合与电力系统联网。 IEEE P1547.2，DG与电力系统互连应用指南草案。本指南提供互连应用技术背景和应用的细节，以支持对IEEE 1547的理解。2007年出版新编 制的指南版本。 IEEE 1547.3，DG与电力系统互连的监测，信息交流和控制指南。该指南于2007年得到IEEE标准委员会批准并发表。 IEEE P1547.4，分布式孤岛电力系统的设计、操作和集成指南草案。这份文件提供设计操作和集成分布式孤岛电力系统的方法和实际做法。包括与电网分开和重新连接。 IEEE P1547.5，大于10 MVA DG与输电电网互连技术准则草案。本文件包括超过10 MVA DG与输电电网互连的设计，施工，调试、验收、测试、维修和性能要求。这项工作正在取得进展。 IEEE P1547.6，DG与电力系统配电二级网络互联建议草案。为DG与电力系统配电二级网络互联提供指导。这项工作在燃料电池、光伏技术、分散发电以及储能IEEE标准委员会协调下进行，正在取得进展。其发展情况可以从SCC21网站了解。2013年12月3-4日全球的公用事业委员会、电力公司、制造商和独立电力生产商将受邀参会共同就智能电网关键标准的修订方案建言献策，致力于技术发展和造福人类的世界最大专业技术协会 IEEE 宣布将召开专项研讨会，全面修订 IEEE 1547分布式资源与电力系统的互联标准。2.4.2 配电自动化主站系统功能规范Q/GDW 513-2010配电自动化主站系统功能规范是国家电网公司于2010年10月19日发布并实施的，提出了配电自动化主站系统实现分布式电源/储能/微网接入与控制功能，详细功能如下：满足分布式电源/储能装置/微网接入带来的多电源、双向潮流分布的配电网络监视、控制要求，具体要求包括但不限于：（1）具备对分布式电源/储能设备/微网接入、运行、退出的监视、控制等互动管理功能；（2）实现分布式电源/储能装置/微网接入系统情况下的配网安全保护、独立运行、多电源运行机制分析等功能。2.4.3 分布式能源接入电网技术规定QGDW 480-2010分布式能源接入系统技术规定是国家电网公司于2010年8月2日发布并实施的，本标准中规定了通过35kV及以下电压等级接入电网的新建或者扩建分布式电源接入电网应满足的技术要求，主要包含以下几点内容：1、 接入系统原则（1）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；（2）当公共连接点处并入一个以上的电源时，应总体考虑它们的影响，分布式电源总容量原则上不宜超过上一级变压器供电区域最大负荷的25%；（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宜低于10；（4）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380V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高一电压等级接入时，可采用低一电压等级接入。2、 技术要求 电能质量（谐波、电压偏差、电压不平衡度、直流分量、电磁兼容）满足国家标准； 功率控制和电压调节（有功功率控制、有功/无功调节、启停等功能）； 电压电流与频率响应特性（电压响应特性、频率响应特性、过流响应特性、最大允许短路电流）； 安全（继电保护能力、安全标示）； 继电保护与安全自动装置（元件保护、系统保护、防孤岛保护、故障信息、恢复并网）； 通信与信息（数据通信通道、电气运行工况数据、正常运行信号、三遥信号）； 电能计量（电能计量装置）。3、 并网检测检测应按照国家或者有关行业对分布式电源并网运行制定的相关标准或规定进行，必须包括但不限于以下内容：（1）有功输出特性，有功和无功控制特性；（2）电能质量，包括谐波、电压偏差、电压不平衡度、电压波动和闪变、电磁兼容等；（3）电压电流与频率响应特性；（4）安全与保护功能；（5）电源启停对电网的影响；（6）调度运行机构要求的其他并网检测项目。2.4.4 分布式电源接入配电网测试技术规范QGDW 666-2011分布式电源接入配电网测试技术规范是国家电网公司于2011年11月14日发布并实施的，本标准中规定了分布式电源接入配电网互联接口测试应遵循的技术规范，主要包含以下几个方面：2.4.5 分布式电源接入配电网运行控制规范QGDW 667-2011分布式电源接入配电网运行控制规范是国家电网公司于2011年11月14日发布并实施的，本标准中规定了分布式电源接入配电网运行控制规范，主要包含以下几个方面： 功率控制与电压调节； 并网/退出控制； 继电保护与安全自动装置； 电网异常响应； 电能质量； 电能计量； 通信与自动化。2.4.6 分布式电源接入配电网监控系统功能规范QGDW 677-2011分布式电源接入配电网监控系统功能规范是国家电网公司于2011年12月9日发布并实施的，本标准中规定了分布式电源接入配电网监控系统功能规范，主要包含以下几个方面：1、 系统架构图 221 系统架构其中，分布式电源监控主站是监控、管理的中心，其独立建设只适应于未建成或已建成配电自动化系统但未包含“分布式电源/储能及微电网接入控制”的地区，并实现与其他相关应用系统（调度自动化系统、用电信息采集系统等）互联；分布式电源监控终端是安装在分布式电源的自动化装置，根据分布式电源容量、接入位置及接入配电网的电压等级，配置不同的功能；分布式电源监控子站是主站与终端的中间层设备，用于通信汇集和处理；通信系统是连接分布式电源监控主站、监控终端之间实现信息传输的通信网络。2、 系统功能表 21 分布式电源监控功能序号功能概述功能描述基本功能1数据采集应具备对分布式电源公共连接点、并网点的模拟量、状态量及其它数据的采集。2与外部系统互联应具备与外部系统互联功能。可与调度自动化、用电信息采集等系统互连，实现分布式电源发电功率、电能量、并网状态等数据和信息交互。3数据处理应具备对采集数据（包括电流、电压、有功功率、无功功率、频率等）进行计算分析、数据备份、越限告警、合理性检查和处理的功能。4控制操作功能遥控：应具备对受控条件的分布式电源的公共连接点、并网点处开关实现分合控制功能，可实现分布式电源的投入/退出。遥调：应具备对受控条件的分布式电源升压变分接头进行调节功能。5报警功能应具备报警查询、自定义报警级别、报警统计分析、告警确认与清除、告警信息存储、主要事件顺序显示等功能，可以以图形、语音、文字、打印等形式实现报警。6事件处理应具备事件的顺序记录、定位、事故追忆功能。7人机交互应具备提供画面显示、数据显示、交互操作、报表管理、打印等人机交互功能。8故障隔离当配电网发生故障时，应具备隔离故障区域内的分布式电源的功能。9并网控制当分布式电源运行满足并网调度协议（运行协议）并请求并网时，主站判定分布式电源满足并网技术条件时，下发允许并网指令。10对时功能应具备接收 GPS 或北斗等设备对时命令的功能，并可通过报文等方式对分布式电源监控终端进行对时。选配功能1数据统计分析具备对分布式电源的关键部件（如变流器/同步电机/感应电机、储能电池组件等）的运行状态数据、气象数据、公共连接点及并网点电能质量数据等的统计分析功能。2计划性孤岛具备计划性孤岛功能，当配电网未发生故障而需要调整运行方式时，按预先设置的控制策略，有计划地发生孤岛，并采取适当的孤岛控制策略。3远程孤岛检测具备远程孤岛检测功能，当配电网由于非计划、不可控产生的孤岛时，应能实时探测分析分布式电源是否处于孤岛状态，并采取适当的孤岛控制策略。4有功调节具备有功调节功能，当需要对分布式电源进行有功功率调节时，系统可采用恰当的有功功率调节策略，可下发相应的有功功率调节指令。5电压无功控制具备电压无功控制功能，当需要对分布式电源并网点进行电压无功控制时，系统应采用恰当的电压/无功控制策略，可下发相应的电压无功控制指令。6调度及协调控制具备多点分布式电源发电功率分配与控制、分布式电源与储能系统协调控制、大量分布式电源与外部电网的协调控制等功能。7Web功能具备分布式电源相关数据的信息发布、浏览、下载等 Web 功能。发布信息包括配电网网络拓扑图、实时告警信息、历史告警信息、报表、画面等；可浏览权限范围内的报表、画面、图形；应提供访问权限控制下数据、报表、资料等下载。2.4.7 配电网规划设计技术导则QGDW 1738-2012配电网规划设计技术导则是国家电网公司于2013年6月27日发布并实施的，本标准中规定了110（66）kV电网、35kV及以下各电压等级配电网规划设计的技术原则分，针对分布式电源接入方面主要包含以下内容：（1）根据电源容量确定并网电压等级，如下表所示：（2）接入11035kV配电网的电源，宜采用专线方式并网；接入10kV配电网的电源可采用专线接入变电站低压侧或者开关站的出线侧，在满足电网安全运行及电能质量要求时，也可采用T接方式并网。（3）在分布式电源接入前，应对接入的配电线路载流量、变压器容量进行校核，并对接入的母线、线路、开关等进行短路电流和热稳定校核，如有必要也可进行动稳定校核。（4）在满足供电安全及系统调峰的条件下，接入单挑线路的电源总容量不应超过线路的允许容量；接入本级配电网的电源总容量不应超过上一级变压器的额定容量以及上一级线路的允许容量。（5）电源接入配电线路的短路电流不应超过该电压等级的短路电流限定值，否则应重新选择电源接入点。（6）分布式电源并网点的系统短路电流与电源额定电流之比不宜低于10。（7）分布式电源并网点应安装易操作、可闭锁、具有明显开断点、带接地功能、可开断故障电流的开断设备。2.5 分布式电源及微电网主流厂家现状目前国内分布式电源及微电网建设的主流厂家主要有许继集团、国电南瑞、四方继保、兴业公司、天大求实、北京科锐、泰坦科技等公司，且都能够针对分布式电源提供从规划设计、逆变器及接入控制到微电网系统的整体解决方案，其主要产品及项目如下表所示：表 22 分布式电源及微电网主流厂家简介公司名称公司简介主要产品主要项目许继集团许继集团微网事业部在分布式发电与微电网领域连续承担并完成了一系列国家重点工程设备的制造，填补了诸多国内空白，是国内综合配套能力最强、最具竞争力的光伏、微电网核心设备制造商和整体解决方案提供商。1、微电网监控与能量管理系统2、微电网并离网控制装置3、微电网负荷控制装置4、微网/配网数据交互终端5、光伏防雷汇流箱6、光伏逆变器7、光伏箱式变电站8、能量控制装置PCS许继主持或者参与的微电网、光伏发电重点工程包括： 国家电网河南财专分布式光伏发电及微电网控制试点工程； 西安世界园艺博览会工程； 国家电网张北风光储输示范工程； 国家电网北京智能电网研究院系能源及微电网专项工程； 青岛薛家岛电动汽车智能充换储放一体化示范电站工程。国电南瑞国电南瑞创造性地提出了分布式电源/微电网并网控制的三层体系架构、微电网多种运行方式的自适应控制策略、接入控制系统对高渗透率分布式电源的优化调度方法、基于分布式负荷动态调节的微电网稳定控制方法，采用基于多精度数据收集和多优先级控制下发的微电网信息采集与通信技术，实现了对分布式电源/微电网的运行控制。1、DGM8000分布式电源接入控制系统；2、NMC1000微电网能量管理系统；3、NMC100微网运行控制器；4、NMC101微网通讯控制器；5、NMP231微网保护装置；6、NPQ302电能质量在线监测装置；7、NMC602负荷控制器；8、含分布式电源的配电网馈线自动化软件； 承德分布式发电/储能及微电网接入控制试点工程； 中新天津生态城智能电网综合示范工程（“智能用电管理系统”、“营业厅智能运维管理系统”、“电动汽车充电系统”和“智能配电网自动化系统”）。 满洲里市综合建设工程分布式电源接入及储能系统四方继保四方继保研发的一体化微网保护控制系统，基于多个分布式能源微网工程实践，结合公司多年电力系统保护控制的生产研发经验，为大学校园、科技园区、宾馆、展览馆场所等的分布式能源微网提供保护、控制、能量管理的一体化解决方案。1、新能源变流器（PCS）；2、微网能量管理系统（MGMS）；3、监控系统（SCADA）；4、电池储能双向变流器（GES）。目前已经承担超过30几个微电网项目，包括国网张北风光储项目、南方电网兆瓦级储能项目，国家863项目佛山供电大楼冷热电联供、东福山岛等国内重大微电网项目兴业公司中国兴业太阳能技术控股有限公司（简称“兴业太阳能”，港股代码：0750）是专业从事太阳能技术、建筑节能技术及相关功能性新材料研发制造的高新技术企业集团。业务范围涵盖光伏建筑一体化、光热建筑一体化、建筑幕墙、工业化太阳能住宅等四大工程系统，及太阳能电池、光伏组件、太阳能集热器、空气源热泵、选择性吸热膜、ITO膜、智能液晶调光膜/玻璃、幕墙材料、光伏产品等十大产品序列。兴业太阳能建立了研究院，成立了国家高新技术产业开发区博士后科研工作站、国家新能源工程技术研究中心兴业分布式能源分中心，已参与包括“863计划”在内的多项国家、省、市级科研项目，参与多项国家和地方标准的编写，并与国内外多所著名高校和科研机构进行产学研合作，以创新谋发展。 天津中新生态城服务中心光伏车棚，光电面积3200平米，装机容量571.62 KW； 天津生态城万拓住宅光伏工程一期，光伏幕墙，装机容量380.13 KW； 中新知识城接待中心光伏屋顶示范工程，屋顶电站，装机容量578 KW。天大求实公司参与了国内多个知名新能源工程，拥有丰富的工程经验，并依托在新能源领域的强大研发实力，已开发出适用于公共服务、示范项目、海岛工程等多种环境的分布式能源和微网整体解决方案，能为客户提供项目方案、设计、软件开发、硬件采购、施工调试的一揽子工程服务，并可根据客户不同需求提供灵活、差异化的产品服务。分布式能源和微网整体解决方案 深圳市微电网实验室建设项目 中新生态城公屋展示建设项目北京科锐北京科锐公司专注于变配电系统的技术创新与进步，重点业务领域为110kV 及以下智能电网建设所需的技术装备及系统解决方案。具有变压器类、开关类、自动化类三大领域的产品研发、制造和系统工程集成能力，可为变配电系统提供专业的系统解决方案。1、联网型微电网；2、独立型微电网；3、光伏发电系统；4、风力发电系统；5、储能单元；6、微电网综合监控及能量管理主站；7、微电网中央控制器；8、微电网联络线控制装置；9、微电网负荷控制装置；10、微电网保护系统。泰坦科技中国泰坦能源技术集团有限公司（香港上市代码：2188）成立于1992年，公司专注于电力电子领域，集科研、制造、营销一体化，围绕发电、供电、用电的各类用户，运用先进的电力电子和自动控制技术，解决电能的转换、监测、控制、优化、节能和新能源利用的需求，是为电力、铁路、通信、石化、冶金、航空航天等领域提供高性能产品和服务的高科技企业。1、后台监控软件；2、微网控制器；3、光伏变流器；4、TPCS系列多向变流器系统。 上海世博会电动汽车充电站； 青藏铁路； 酒泉卫星发射中心； 天津地铁； 北京2008年奥运会电动车充电项目； 兰州东750KV变电站。2.6 总结分析通过对比国内外相关规范和标准，虽然每个国家的标准都不一样，且不同的规范都制定了专门针对的应用领域，通过对比分析发现它们也有某些共同的要求：重要的互连要求可分为三个类别：一般规格和要求，安全和保护的要求，电能质量的要求；DG 互连统一的国家标准对于分布式能源发展至关重要，它将有利于DG 技术市场化，促进高品质产品和技术转让的国际贸易，大大降低传统的能源系统制造商和营运商的单位成本。按照国家能源局规划，2020年我国分布式电源规划总装机容量将达到约2.1 亿千瓦（接入110 千伏及以下电压等级），占全国总装机的12.4%。分布式电源正处于快速发展阶段。而大量分布式电源接入对配电网规划建设、电网的安全性、继电保护、供电可靠性、电能质量等都会带来影响，因此对分布式发电引起的电能质量问题，一定要重点关注。由于分布式电源出力具有随机性，会带来电压波动及电压偏差问题，而单相分布式电源并网时，各相分布的电源容量不对称，还会引起三相不平衡。此外，分布式电源通过电力电子逆变器并网，还很容易产生谐波、间谐波、直流分量等问题。对于分布式电源引起的电能质量问题，主要可以通过规划设计、逆变器控制以及微电网技术来解决，而对于分布式电源并网后需要实现对分布式电源的监控和管理。2.6.1 规划设计规划设计是根据分布式电源的电能质量问题产生机理、叠加机制，合理选择安装位置和安装容量、确定控制方法和节点类型。QGDW 1738-2012配电网规划设计技术导则根据电源容量确定并网电压等级进行了说明，并对接入配电网的方式、容量等方面的要求进行了说明；QGDW 480-2010分布式能源接入系统技术规定，技术规定中对接入系统原则、技术要求、并网检测等方面都进行了详细的说明和要求。2.6.2 逆变器控制和设计优化逆变器控制和设计，提高本体电能质量。将分布式电源逆变器等效输出阻抗设计成容性，通过虚拟阻抗技术对逆变器电源特性的改变，应对电压调整，弥补传统逆变器输出无功引起的输出电压幅值跌落。目前各厂家针对分布式电源逆变器、监测及保护装置、并网监测智能终端、数据交互方面都提出了自己的解决方案，整套设备（包含几个装置）基本能够支撑QGDW 677-2011分布式电源接入配电网监控系统功能规范中分布式电源监控终端的基本要求，能不能够完全满足还有待进一步考证。2.6.3 微电网技术通过微电网将地域上相对集中的分布式电源集中起来，使配网不必直接面对数量众多的分散能源，配合储能技术和顶层控制的设计，可大大提高分布式电源的能源利用率和供电质量。通过对运行参数的精确控制，将分布式电源存在的诸多问题归集到小系统内，配合对储能的高效利用，可实现并网平滑切换和对供电质量的提升。2.6.4 分布式电源控制和管理我国微电网处于起步阶段，主要以试点项目为主。主要以国内大型能源和电网企业参与微电网示范工程建设以及相关技术的研究。如，国家电网已陆续做了中新天津生态城智能营业厅微网示范工程、河南财专分布式光伏发电及微网运行控制试点工程、“金太阳”示范工程和“863计划”先进能源技术领域智能电网关键技术项目等。虽然国家电网公司颁布了分布式电源接入配电网运行控制规范及分布式电源接入配电网监控系统功能规范，对分布式电源接入配电网的运行控制及监控系统功能提出了准则，但是目前大多对分布式电源的控制是以微电网的形式存在的，且大部分是并网不发电和并入380V电压等级，对于分布式电源接入10kV配电网的调度权、控制权都未作定义是由调度自动化主站系统还是配电自动化主站系统进行控制（1、光伏电站及风电场作为输出电源，应由纳入调度自动化主站系统进行管理；2、分布式电源形成的微电网给配电网输送电时则可以看成是电源，应由调度自动化主站系统进行监控和调度；3、而当分布式电源以微电网的形式存在时，内部供应不足需要外部送电时，则可以看成是一个用户，应由配电自动化主站系统进行监控），目前国内未有成熟的分布式电源接入10kV配电网进行控制和调度的系统及工程实例。在2013年5月18日，内蒙古东部电力有限公司2013年第三批物资招标采购（满洲里市综合建设工程分布式电源接入及储能系统）中，南瑞科技中标。设备清单如下所示：表 23 满洲里市综合建设工程分布式电源接入及储能系统序号名称型号及规格单位数量备注一、监控系统部分1分布式电源监控系统含工作站、服务器、前置机等硬件及软件套1屏体1面2分布式电源智能终端台8屏体2面3监测及保护装置套1屏体1面4对时系统台1组于监测及保护控制屏5通讯控制器台1屏体1面6UPS3kVA含蓄电池面1屏体1面7站用配电柜面1屏体1面二、电能质量管理部分1电能质量监测及故障录波装置含分析软件台1组于通讯控制器屏2动态无功补偿装置台1屏体1面3有源滤波器台1屏体1面4电度表块6屏体1面5电量采集装置台1组于电度表屏三、环境监测及发电预测1环境监测及发电预测套1四、10kV接入部分110kV升压变出线保护装置台1原后台为国电南瑞，屏体1面210kV分段保护装置台1原后台为国电南瑞，组于出线保护屏内310kV升压变接入系统计量表0.2S级块2屏体1面五、低压配电1低压配电柜含8组开关、CT、电操面2六、接入东园变监控系统1监控系统接入费用项12五防系统接入费用项13遥视系统扩容3个摄像点项1七、调试系统调试项1八、配网自动化主站1新能源监测模块光伏监测、储能监测、负荷监测、环境监测、电能计量、电能质量监测套12新能源统计分析模块新能源运行曲线展示、新能源发电过程及能源流向展示、新能源发电过程及能源流向展示套13新能源运行控制模块光伏运行控制套1从清单中可以看出，南瑞科技此次中标的“满洲里市综合建设工程分布式电源接入及储能系统”包含分布式电源监控系统及配电自动化主站上集成新能源监测模块、新能源统计分析模块、新能源运行控制模块，但未明确分布式电源监控系统集成在配电自动化主站系统上，具体建设情况还有待进一步调研。3 需求分析3.1 市场需求3.1.1 政策方面2012年9月底，酝酿已久的分布式发电首次变成红头文件，国家能源局发布了关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区的通知，鼓励光伏企业积极申报分布式光伏发电规模化应用示范区项目。同年10月26日，国家电网公司在京召开加强分布式光伏发电并网服务电视电话会议暨新闻发布会，向社会发布关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见，按照“支持、欢迎、服务”分布式光伏发电发展的工作方针，优化并网流程，简化并网手续，提高服务水平，促进我国光伏发电持续健康发展。今年1月23日，国务院印发的能源发展“十二五”规划，首次专辟一节提出大力发展分布式能源，要求到2015年建成1000个左右天然气分布式能源项目，战略规划性的政策指导受到行业极力关注。今年2月国家电网公司也再度发布关于做好分布式电源并网服务工作的意见，也明确提出要为分布式电源项目接入电网提供便利条件，为接入系统工程建设开辟绿色通道，积极促进分布式能源发展。按照国家能源局规划，2020年我国分布式电源规划总装机容量将达到约2.1 亿千瓦(接入110 千伏及以下电压等 级)，占全国总装机的12.4%。3.1.2 项目方面（1）9月17日上午，国家863计划“微网群高效可靠运行关键技术及示范”课题示范工程建设项目可研审查会在贵港供电局召开，南方电网公司科技部副主任郑耀东，广西电网公司副总工程师卓伟光，清华大学、中国农业大学、华北电力大学教授、博士等评审专家30余人参加了评审会。（2）9月23日，敦煌太阳能野外实验站1.5兆瓦分布式光伏项目接入系统方案审查会在嘉峪关、酒泉供电公司召开。敦煌太阳能野外实验站1.5兆瓦分布式光伏项目位于敦煌光伏产业园，由敦煌国润太阳能野外实验站有限公司承建，是该公司受理的首个分布式光伏发电项目。（3）9月24日，北京市电力公司科技信通部智能处处长刘庆时来到未来城新一代智能变电站，进行 “主动配电网关键技术研究及示范”项目的数据搜集工作。“主动配电网关键技术研究及示范”项目于9月13日正式启动，由北京市电力公司牵头负责，属国家863计划能源智能电网领域重大项目之一，是打造坚强智能电网，适应智慧城市发展的新需求。据了解，主动配电网即内部具有分布式能源，具有主动控制和运行能力的配电网，是智能电网的一个前沿分支。“主动配电网关键技术研究及示范”项目诠释了主动配电网理念，具有我国智能配电网发展方向与技术应用的重大示范效应。课题的研究进展将引领我国智能配电网领域的发展方向，为智能电网支撑智慧城市配电网安全可靠运行提供技术支撑。（4）截至9月25日，陕西省已有21个分布式电源项目提出申请，6个项目并网发电。国网陕西省电力公司进一步加大新能源服务力度，规范分布式电源项目并网管理，提高并网服务水平。伴随着陕西省首个个人光伏发电系统、首个农户分布式光伏发电项目接入点、首家分布式电源项目先后并网运行，国网陕西电力进一步规范了并网运行管理，在项目并网发电后，将分布式电源接入配电网的运行控制管理严格遵循国家相关规定和要求，10千伏接入的项目纳入地市公司调控中心调度运行管理，380伏接入的项目由地市公司营销部负责运行管理。在项目接入后，各级配网运检部门将配备专职运检及管理人员，明确维护管理职责和工作要求，确保配电网接入分布式电源后得到有效维护。3.1.3 发展前景“十二五”期间，智能电网的重点