分布式光伏并网技术研究-南网电科院 吴宝英

2024年8月0CSG2023.AllRightsReserved南网中央研究院原创技术策源地分布式光伏发展历程与展望二分布式光伏发展面临问题三分布式光伏并网技术研究CM202.AIRidsered南网中央研究院原创技术策源地碳达峰碳中和分布式能源碳达峰碳中和分布式能源高质量发展我国新能源高速发展，党的二十大报告将确我国新能源高速发展，党的二十大报告将确保能源资源安全作为维护国家安全能力的重要内容，明确提出加快规划建设新型能源体系和积极稳妥推进碳达峰碳中和习近平总书记在中共中央政治局第十二次集体学习时强调，我国能源发展仍面临需求压力巨大、供给制约较多、绿色低碳转型任务艰巨等一系列挑战。应对这些挑战，出路就是大力发展新能源电力系统电力系统能源体系坚持分布式和集中式并举，以分布式利用为主，推动可再生能源高比例发展。——能源生产和消费革命战略2016-20304代新能源高质量发展的实施方案》:坚持分布式和集中式并举，以分布式利用为主，推动可再生能源加快发展分布式光伏、分散式风电等新能源项目，支持工业绿色微电网和源网荷储一体化项目建设，推进多能互补高效利用“推动分布式电源、储能及多元负荷等设备并网标准化、模块化，更好满足规模快速开发、广泛灵活接入要求”一、分布式光伏发展历程与展望分布式光伏发展历程分布式光伏发展历程口2013年以来，国家密集出台分布式光伏相关政策，全国分布式光伏装机容量出现3次显口2024年2月，国家发改委国家能源局印发《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见提出，至2025年全国电网具备5亿千瓦左右分布式新能源接纳能力，为分布式光伏的持续快速发展进一步提供了有利环境。中国南方电网补贴及成本变化补贴及成本变化(0.42元/kWh)30%自用-7.8年(0.32元/kWh)【政策前】【政策后】1.政策驱动转向市场驱动30%自用-10年分布式光伏历年装机情况58一、分布式光伏发展历程与展望非中国南方电网口受补贴电价降低影响，相较于2020年之前以“全额上网”为主的开发模式，近年来用户在实际使用分布式光伏时逐渐倾向于采取自发自用模式，使分布式光伏逐步回归就地消纳、惠农助企的本来目的工商业光伏60132013201420152016201720182019202020212022无76 分布式光伏主要分布分布式光伏主要分布口至2023年底，有8个省份分布式光伏装机规模突破千万千瓦，依次为山东、河南、江苏、浙江、河北、安徽、广东、江西，主要集中在华东、华中和华北地区山东全国装机规模靠前省份77民用电价(元/kWh)最佳料面总辐原量(kWhm²)项面积(平方公空)大工业电价(元kWh)多村人口(方人)居住用地(平方公里)用电量(亿子瓦时)业用地(平方公1)商业用地(平方公里)般工商业电价(元kWh)人均gdp(元)城读村工矿用地面积(平方公里)IRR(按照系统成本为45元W)村庄建设用地面积(公顷)城市人均可支配收入(元)燃煤标杆电价(元kWh)一、分布式光伏发展历程与展望中国南方电网南方电网区域发展现状南方电网区域发展现状口资源禀赋：云南大部、海南部分地区为太阳能1I类资源区，其他区域均为I类资源区，资源禀赋与华中地区相近，优于华东地区。2023年底，并网装机容量2055.7万千瓦，广东(占全网的71.45%)等效利用资源区国网等效利用资源区山东责州部分省区资源特征伏责州南方五省区分布式光伏装机3.99万个3.80万个南网区域分布式光伏分布情况分布式光伏发展趋势分布式光伏发展趋势pm9见产otQ见产otQ1.与电网运行相互影响问题1.与电网运行相互影响问题口电网安全风险问题：电压/频率越限导致分布式光伏脱网加剧故障程度、黑客攻击导致发电功率瞬间大规模损失、日食极端条件下发电功率短时大规模波动口设备安全风险问题：分布式光伏向电网进行大规模潮流反送，导致设备重过载。口人身安全风险问题：一是部分逆变器防孤岛保护功能不健全，停电检修时台区可能孤岛运行，增大人身触电风险。二是户用设备私改剩余电流保护定值，存在因漏电流导致的人身触电风险m全球首例光伏电站遭网络攻击(日本)倒流返送导致配变烧损口影响可靠供电问题：一是部分用户侧并网箱空开泄漏电流整定值高于台区，造成越级跳闸；二是光伏出力较大时，线路因反送电流超过过流保护定值发生异常跳闸；三是潮流频繁转向，配网无方向保护无法满足故障隔离要求，无法实现故口引发供电质量问题：一是台区易出现因功率倒送引起的末端过电压问题；二是低压单相光伏无序接入造成三相不平衡；三是大量光伏逆变器产生诺波注入保护监测点B测得短路电流减小口分布式光伏不参加市场交易：分布式光伏按照火电标杆电价保障性收购，而集中式电源进行市场交易，市场交易价格普遍低于保障性收购价格，随着分布式光伏渗透率提高，市场参与各方的积极性受到较大影响口分布式光伏未承担调节责任：分布式光伏完全可能成为东口缺乏与分布式资源相适应的市场交易机制：当前南方区域仅2000左右发电主体直接参与电力市场交易，若未来分布式光伏、储能等发电单元s目录Contents1.遵循规划基本原则1.遵循规划基本原则驾2.建设运行技术2.建设运行技术广东云浮微电网低碳园区关键技术换流器四象限功率调节直流改造提升线路供电能力00三相交流单极对称结构百SVG、CIM文件导入模型自动构建实体系统+数字孪生运行监测2.建设运行技术2.建设运行技术核心问题核心问题关键技术试点应用 中国南方电网2.建设运行技术2.建设运行技术应用南2.建设运行技术2.建设运行技术面向配电同供电质量和消纳水平提升的灵活分布式储能技术问题口完善传统配网保护的配置要求：开展分布式光伏大规模接入下的中低压保护适应性研究，研究双向潮流影响下过流保护、漏电流保护等传统保护装置的适配方法，减少因潮流反送、用户故障出门等导致的越级跳闸、自动化/自愈配置困难等问题口研究基于电源控制规律特征的配网保护方法：综合考虑分布式电源随机波动外特性及控制策略内环节影响，解决控制响应交互耦合保护可能发生误\拒动问题，提升配电系统安全运行能力分布式光伏/储能典型控制策略不同控制目标下配网故障特性口研发系列防孤岛作业工器具：通过智能接地线实现多点联动式防触电监测，解决因分布式光伏反向送电、孤岛效应导致台区作业线路带电人身触电风险增加的问题。口发挥柔性装备反孤岛能力：利用台区电能质量治理设备(SVG)、柔性互联装置、储能PCS等电力电子设备，在台区进入孤岛状态时主动向台区注入扰动电流，则既可发挥装置原有的电能质量治理、功率支撑功能，又可实现反孤岛孤岛台区孤岛台区智能接地杆具备无线传感、定位功能SVG型反孤岛装置注入扰动电流拉偏频率口就近消纳：分布式光伏原则上就近消纳，鼓励各类园区和工商业企业光伏发电自发自用。口合理配储：对存在消纳困难的区域，鼓励通过配建新型储能、实施汇集升压接入等措施解决接入能力和承载能力不足问题口网架升级：根据区域负荷水平和分布式光伏发展节奏，适度超前谋划和加快配电网升级改造，以满足大规模分布式光伏接入需求。 完善分布式光伏支持政策推动以工商业光伏为代表的分布式光伏自发自用完善分布式光伏支持政策