《电能质量管理案例》281-287

江苏连云港光伏高渗透台区电压越限管控实践一、基本情况（一）单位简介国网江苏连云港供电公司（以下简称国网连云港公司）主要负责经营、管理、建设连云港地区电网，为连云港经济社会发展和人民生活提供电力保障。现有35kV及以上变电站163座、总容量2981.58万kVA，其中500kV变电站4座；输电线路487条、总长度7282km，其中±800kV线路1条(±800kV锡盟至泰）；路1965条，总长度21570.96km。2024年，连云港全社会用电量351.6亿kWh，同比增长10.1%；全网最高用电负荷三创历史新高，最高达到613.9万kW，较2023年夏季增长16%。（二）案例背景1.分布式光伏产业呈现蓬勃发展态势。2021年6月，国家能源局正式颁布《关于公布整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试利用提升至国家能源发展战略的高度，此举不仅是响应“碳达峰、碳中和”目标的关键举措，也是推动乡村振兴、促进绿色能源普及的重要途径。至2024年年底，连云港地区分布式光伏装机容量实现显著增长，总装机规模达到361万kW，与年初相比，新增装机容量约143.4万kW，展现出强劲的增长势头，平均每月新增装机约12万kW，为区域能源结构优化与可持续发展注入了强劲动力。2.光伏台区电压波动风险显著加剧。随着分布式光伏产业的迅猛扩张，光伏接入规模与台区负荷消纳能力之间的不匹配问题日益凸显，直接导致台区电压波动风险显著增大。以连云港地区某典型台区为例，该台区光伏装机渗透率已高达90%以上，在光伏大发时段，台区用户电压显著抬升，而阴雨天气下，用户电压则普遍维持在合格范围内，电压波动现象尤为突出，对电网稳定运行构成一定挑战。（三）案例概要针对分布式光伏高渗透台区电压波动加剧的问题，国网连云港公司积极应对，深入现场开展专项研究与技术革新。通过为试点台区内的光伏用户部署“即插即用”型测控终端，并创新实施就地柔性调控策略，精准调节光伏逆变器的无功输出，成功缓解了光伏高渗透率下配电台区用户面临的用电质量挑战，为分布式光伏与电网的和谐共生提供了有效解决方案。二、主要做法与实践（一）问题深度剖析针对连云港地区某光伏台区，进行了详尽的电压质量分析工作。该台区服务用户总数为74户，其中光伏用户6户，总装机容量高达218kW，而配变容量则为200kVA，光伏装机渗透率已突破90%。在光伏大发时段，台区出口侧与用户侧的电压普遍呈现上升趋势，用户电压波动范围介于222.1V至250V之间，电压稳定性面临挑战。当本地负荷无法有效消纳分布式光伏所发电量时，潮流反向输送现象频发，导致负荷电压反超台区关口电压，进而触发用户电压越限问题。考虑线路阻抗的影响，线路流过的功率越大、线路阻抗越大（线径小、线路长电压偏差越大。为全面评估分布式光伏对台区电压分布的具体影响，以该台区为实例，综合考量不同供电半径、功率因数等多重因素。如图1所示，设定系统传输阻抗为ZS=RS+jXS，电源与负荷母线电压分别标记为US和UL，负荷功率则由PL+jQL构成。在此基础上，深入分析由功率传输引发的电压变化情况，为后续优化策略的制定提供了数据支撑与理论依据。（二）技术方案制定根据国家标准规定，光伏逆变器需在既定范围内实现有功与无功控制模式相互解耦控制，具备连续可调的容性与感性无功输出能力。通过精细调控光伏逆变器的并网电流与相角，可有效调准调控，优化光伏用户及其周边用户的电压质量，确保电力供应鉴于当前市场上光伏逆变器通信接口标准不一的现状，国网连云港公司携手科研机构，创新研发出兼容多厂家、多型号通信物理接口的柔性调控装置。该装置内置“本地电压调节”功能模块，直接对光伏用户并网点电压进行调节，实现了对分布式光伏逆变器控制与调节的全面覆盖与精准实施，为推动光伏产业的健康发展与智能电网的构建奠定了坚实基础。（三）现场安装调试针对试点台区内的6户光伏用户，深入开展逆变器现状调研工作，全面收集各逆变器的品牌、具体型号、装机容量以及精确的安装位置等关键信息。具体信息详见表1。旨在通过就地实施柔性调节策略，精准调控光伏逆变器的无功输出，实现对并网点电压的有效控制，显著改善光伏台区用户的电三、成效与创新本案例的成功实施，在确保光伏用户有功出力稳定的基础上，实现了用户电压越限时间的显著缩短，确保所有用户电压均维持在合格区间内运行。此举不仅彰显了在提升光伏高渗透台区用户电压质量方面的卓越成效，更体现了技术创新在赋能绿色能（一）优化用户电能质量调控体系，赋能绿色能源战略实施在光伏逆变器侧部署智能调控装置后，构建了用户侧电压动态优化系统。通过实施“即插即用”型智能调控装置安装工程，实现对台区用户电压质量的精准管控。经治理后，68户非光伏用户电压波动范围稳定在国标（+7～-10%）要求区间内。电压越限指标实现“双清零”（越限时间清零、越限用户清零台区越限时长由3万余min降至0min，台区越限用户由75户降至0户。用户电压幅值明显降低，台区电压最大值由245.5V降至实现用户电压合格率100%，赋能绿色能源战略实施。（二）构建电力系统调节资源池，助力新型电力系统建设依托光伏逆变器柔性调控技术，构建动态无功资源唤醒体系。通过优化逆变器无功出力控制算法，实现台区30kvar分布式感性无功资源的快速响应调用。如图3所示，经系统优化后，配变关口侧电压降幅达13.2V。建成“光伏逆变器无功资源池”示范工程，为新型电力系统构建提供可扩展的动态无功资源解决四、总结与建议（一）经验总结技术要突出“效”，应用要立足“广”。针对光伏高渗透配电台区用户电压越上限典型场景，通过创新部署“即插即用”调压装置，实现台区电压越限时间显著压降与用户电压质量本质提升，为破解分布式光伏规模化接入带来的电压治理难题提供了典快速响应的技术特性，有效实现光伏发电"可观、可测、可控、可调"的管控目标，展现了电力科技赋能新型电力系统建设的创在本次技术应用中，项目团队立足县域配网实际需求，构建了经济高效的电压治理新模式。通过模块化设计实现设备“即插即用”，依托双向调节能力破解电压波动难题，以低成本投入获取高质量治理成效。特别是在解决光伏用户电压严重越上限及双向越限问题上，为构建适应高比例新能源接入的智能配电网提供了重要技术支撑。（二）工作建议建议后续重点推进三方面工作：一是深化