光伏电站接入配电网典型设计研究

浙 江 电 力

光伏电站接入配电网典型设计研究

白

熊

王 骏 海

高 振 宇

周 昱 甬

华北电力大学 北京

杭州市电力局 杭州

摘 要 分析光伏发电系统的分类和并网电压 等 级 准 入 功 率 研究并网点与 公共连接点的 要 求 配 电设备选择的要求 保护及安全自动装置 通信 与监测以及电能计量 提出了光伏发 电 接 入 配 电 网 的 典型设计技术标准和管理要求

关键词 光伏电站 接入 配电网 典型设计

中图分类号 文献标志码 文章编号

近年来 浙江省 政府出 台了加 快 光 伏 电 源 等 可再 生能源 推广 应用的 若干意 见 规划 浙 江 省 未 来 三年要 实现六 个一百 和一 个示范 工程 大 批 以 光 伏 电 源 为 主 的 可 再 生 能 源 项 目 申 请 已 获 批 准 以 积 极 的 姿 态 应 对 大 量 可 再 生 能 源 接 入 系 统 并 充分 考虑由 此带来 的影 响已成 为电力 公司 所 面 临 的 重要 课题

光 伏 建 筑 一 体 化 电 源 的 大 规 模 接 入 电 网 给 电 网 的规划 运行 控制和 管理带 来了一 系列 挑战 为应

对 大规模 光伏电 源接入 给电 力 系 统 带 来 的 冲击 保 障光 伏电源 接入后 的电网 能 安 全 稳 定 运行并 可靠地 向电力 用户 提供优 质电 力 浙 江 省 电力 公司承 担了国 家电网 公司 关于分 布 式 光 伏 电 源 接入配 电网 的规划 设计和 运行控 制技 术 研 究 课 题 浙 江省电 力试 验研究 院和杭 州市 电 力 局 分 别 承 担了其 中的规 划设计 和运 行控制 研 究 工 作 杭 州 市电 力局就 配电网 网架模 型的建 立 光 伏 电 源 并网后 负荷预 测与 电力电 量平衡 方法 分 布 式 光 伏 电 源 并 网 对 配 电 网 可 靠 性 的 影 响 光 伏 电 站 与 调 度 系 统 配 电 网 自 动 化 系 统 的 信 息 交 互 技 术 光伏发电电能计量计费技术等进行了深入研究

目前该 研究项 目已取 得阶段 性 成 果 编 制 了 光 伏 电 站 接 入 系 统 典 型 设 计 方 案 年

月

并 于

日通过 由国家 电网 公 司 专 家 和 高 校 教

典型 设 计 的 目的 和 意 义

目前 光 伏发电 及并网 还缺乏 相 应 的 管 理 规 定 技 术 标 准 不 完 善 国 家 政 策 和 激 励 措 施 也 未 考虑 对电网 企业综 合经济 效益 的补偿 因 此 对 光 伏发 电产 业和电 网企业 的健康 有序 发展产 生了一 定 的 不 利 影 响 同 时 光 伏 电 源 出 力 的 间 歇 性 周 期 性 和 随 机 性 计 费 供 电可靠 性 和 分 布 式

加 上 逆 变 器 并 网

孤 岛

效 应 等 因 素 也 会 影 响 电 网 电 能 质 量 电 量 计 量

随 着大容 量并网 光伏电 站

授组成 的评审 组的审 核 典型 设 计 研 究的 主 要 内 容

并网光 伏系统 多以分 布式电 源形 式接 入 配 电 网 研究光 伏电 源并网 对配电 网的影 响主 要从以 下 两 方 面 考 虑 一 方 面 光 伏 电 源 属 于 间 歇 式 电 源 具 有 显 著 的 不 连 续 性 和 受 天 气 影 响 的 群 发 性 另 一 方 面 由 于 分 布 式 光 伏 电 源 的 接 入 配 电网由 传统 的单端 辐射型 网络发 展成 为复杂 的多 端 系 统 因 此 通 过 对 光 伏 电 源 准 入 容 量 和 接 入 位 置 光 伏 电 源 配 电 系 统 可 靠 性 评 估 光 伏 电 源 引 起 的 备 用 需 求 等 重 点 课 题 的 研 究 形 成 通 用 全 面 典 型 接 入 系 统 设 计 方 案 以 指 导 今 后 光 伏 电源 的接入 系统设 计

光伏电 源准入 原则和 并网电 压等 级

目前的 配电网 接线模 式主要 有电 缆网 络 的 双 电 源 双

接 线 双 电 源 单

接 线 及 架 空 线 路 多

分段多 联络网 综合考 虑光伏 电源 并网后 的 区 域 配 电 网 可 靠 性 电 压 质 量 电 压 稳 定 以 及 谐 波 注 入量等 方面的 要求 通 过合 理控制 接入电 源 的 电 压等 级和安 装容量 有效降 低光 伏电源 对 区 域 配 电 网 的 冲 击 经 多 次 仿 真 计 算 初 步 确 定 光 伏 电 站接 入公用 电网的 总安 装容量 应控制 在上级 变电 站最小 单台 变 压 器 额 定 容 量 的 以 内 光 伏 电

站 接 入

公用 线路 其总安 装容量 应 控 制

在该 线路最 大输送 容量的

以内

并网点 与公共 连接点 的技术 要求

依 据 电 力 部 门 调 度 管 理 保 护 整 定 计 量 等 需 求

光 伏 电 源 的 并 网 点 应 设 置 易 于 操 作 可 闭 锁且具 有明显 断开点 的并网 总断 路器

以 确 保 电

力设施 检修 维护人 员的人 身安全 光伏 电 站 与 电 网 之 间 的 连 接 点 即 并 网 点 也 称 为 公 共 连 接 点 只 能 有 唯 一 一 个 作 为 解 并 列 点 原 则 上 公 共 连 接点就 是电能 质量 考核点

当光伏 电站采 用 并网 且 只 有 单 台 逆 变 器 时 逆 变 器 出 口 处 作 为 并 网 点 并 装 设 并 网 断

路 器 当光 伏电站 采用 并 网 且 有 多 台 逆 变

器 时 逆 变 器 通 过

交 流 母 线 汇 接 汇 接 点

作 为 并 网 点 然 后 在 并 网 点 装 设 并 网 断 路 器 光 伏电 站采用 高压并 网时 光伏电 站升压 变 高 压 侧 作 为 并 网 点 如 果 有 多 台 升 压 变 压 器 变 压 器 高 压侧 可并列 运行 高压母 线作为 并网点 设 置 并 网

断路器

保护及 安全自 动装置

目 前 国 内 投 产 的 光 伏 电 源 数 量 较 少 相 关 运 行 经 验 还 不 成 熟 特 别 是 光 伏 电 源 受 光 照 温 度 等 天 气 气 候 因 素 的 影 响 较 大 对 其 性 能 变 化 情况不 够了解 传统辐 射状配 电网 的 潮 流 是 从 电 源到用 户单 向流动 的 且配 电网大 多 数 故 障 具 有 瞬时 性 所以 传统配 电网 的保护 设计 通 常 是 在 变 电站安 装反向 过流继 电器 主 馈线 装 设 自 动 重 合 闸 装 置 支 路 装 设 熔 断 器 接 入 分 布 式 电 源 后 必 须 在 系 统 侧 和 光 伏 电 站 侧 配 置 一 定 的 保 护 装 置 使 配 电 网 能 保 持 保 护 装 置 原 有 的 协 调 性 避 免 原有保 护设备 误动

系统侧 保护

公用电 网接入 光伏电 站 后 电 网 保 护 应 保 持 可 靠 性 选 择 性 灵 敏 性 和 速 动 性 的 要 求 光 伏 电 站 接 入 公 用 电 网 的 供 电 线 路 专 线 电 网 侧 应 配 置 一 套 线 路 保 护

并 网 线 路 一 般 配 置 距

离保护 系统有 稳定要 求或短 线路 整 定 配 合 困 难 时 应 装 设 光 纤 电 流 差 动 保 护 并 网 线 路

一 般 配 置 方 向 过 流 保 护 方 向 元 件 可 投 退 如 有

电 网稳定 要求 需配置 全线速 动保护

光 伏 电 站 采 用 接 方 式 接 入 公 用 电 网 或

纯 架 空 线 路 或 电 缆 架 空 混 合 线 路 时

电网侧 线路 保护应 具备重 合闸功 能 重 合 闸 应 具 备检 测线路 无压功 能 并

网断 路器保 护

一 般 情 况 下 并 网 总 断 路 器 配 置 速 断 过 流 保 护 如 距 离 及 过 流 保 护 带 方 向 的 过 流 保 护 以 及 光 纤 差 动 保 护 同 时 光 伏 电 站 必 须 具 备 快 速 监 测孤岛 且立 即断开 与电网 连接的 能力 对 于 非 计划孤 岛 应能 保证从 孤岛 发生到 并 网 断 路 器 跳 开 光 伏 电 站 与 电 网 断 开 的 时 间 不 大 于 并

网 断 路 器 一 般 应 具 有 低 周 低 压 及 高 周 高 压 解

列功能

由于光 伏电站 的接入 系 统 变 电 站 主 变 应 设 置间隙 零序电 流保护 和零序 电压 保护 当 并 网 光 伏 电 站 接 入 企 业 用 户 内 部 电 网 且 设 计 为 不 可 逆并网 方式时 应配置 逆功 率保护

通信与 监测

并 网 光 伏 电 站 应 安 装 能 够 自 动 采 集 记 录 远程传 输光伏 电站 各类电 气参数 和气象 环 境 参 数

的采集 装置 光 伏电站 向电网 提供 的监测 信 息 至 少应包 括以下 内容

光 伏 电 站 并 网 状 态 信 息 太 阳 板 倾 斜 面

辐 照度

光伏电站并网 点有功 功率 无 功功 率 有

功电量 无 功电量 功率 因数

并网点 的电压 电流

变 压 器 分 接 头 档 位 断 路 器 和 隔 离 闸 刀

位 置信息 等

采用

或

线 路 并 网 的 光 伏 电 站 能

接 受 的 电 网 远 方 调 度 控 制 指 令 应 包 括 有 功 功 率 有 功 功 率 最 大 变 化 率 电 压 无 功 调 节 方 式 参考电 压 光伏 电站停 机指 令等

数据通 信系统 应能满 足继电 保护 安 全 自 动 装置 调度自 动化 及电能 信息和 有关状 态 信 息 的 传 输要求

光 伏 电 站 可 考 虑 接 入 电 力 系 统 系 统

或负 控终端 采用

或

线 路 并 网 的 光

伏电站 其通信 通道应 采用光 缆通 信方式 接 入 电 力 调 度 通 信 网 并 具 有 双 光 缆 路 由 光 缆 线 路 结 合并网 线路建 设 采用

线 路 并 网 的 光 伏 电

站 其 通 信 通 道 可 选 用 专 用 通 道 以 太 网 络 以 及

等 电能计 量

计量关 口设置 原则为 资产分 界点 关 口 表 应 采用 双向计 量装 置 具体 设置在 双方协 议 中 进 一 步 明 确 光 伏 电 站 采 用 专 线 接 入 公 用 电 网 时 计 量点 设在 产 权 分 界 点 光 伏 电 站 采 用 接 方 式 接 入 公 用 线 路 时 计 量 点 设 在 光 伏 电 站 进 线 侧 光 伏 电 站 接 入 企 业 用 户 内 部 电 网 的 计 量 点 设 在 并网点

计量装 置至少 应具备 双向有 功和 四象 限 无 功 计 量 功 能 事 件 记 录 功 能 配 有 标 准 通 信 接 口 具备本 地通信 和通过 电能信 息采 集终端 远程通 信 的功能 电能计 量装置 的配置 和技 术要求 应 符 合

电 能 计 量 装 置 技 术 管 理 规 程 和 电 能 量 计 量 系 统 设 计 技 术 规 程 以 及 相 关

标准 规 程要求

光伏 电 源 接 入系 统 典 型 设 计方 案 及 应 用

对典型 设计方 案的研 究 是以 配电 网 网 架 结 构和 历史数 据为 基础 围 绕光伏 电源的 出 力 特 性

进 行 深 入 分 析 并 对 光 伏 电 源 在 不 同 电 压 等 级 不 同 接 线 方 式 下 就 光 伏 电 源 的 接 入 位 置 设 备 选 型 保 护 自 动 化 配 置 方 案 通 信 及 计 量 计 费 方 式 进 行 研 究 形 成 光 伏

电 源 通 过

专 线

专 线

接 线 及

线 路 并 网 等 种

接入电 网典型 设计 方案 研 究成果 为 大 量 光 伏 发 电接 入系统 做好理 论和实 践准 备 接 入 方 案 详 见 表

通 过 编 制 分 布 式 光 伏 电 源 接 入 系 统 典 型 设 计

使接 入系统 典型化 规 范 化 为 光 伏 电 源 有 序 可 控接入 提供 指导意 见

参照典 型设计 目前已 完成多 个 光 伏 电 站 接 入 系 统 设 计 其 中 杭 州 能 源 与 环 境 产 业 园

光 伏 发 电 站 并 网 项 目 已 于

年

月 并

网 投运 该 项目根 据典型 设计 的技术 标 准 和 管 理 要 求 通 过 收 集 光 伏 电 站 的 安 装 容 量 逆 变 器 参 数 和配电 升压站 的设 备参数 详细论 证 了 接 入 系 统 方 案 保 护 配 置 方 案 和 监 控 监 测 方 案 最 终 确 定 通 过 回

专 线 接 入

渔 桥 变 在

系 统 和 光 伏 电 源 侧 配 置 带 方 向 的 过 流 等 相 关 保 护 在 并 网 断 路 器 侧 配 置 解 列 装 置 确 定 了 通 过 回光 缆线路 接入余 杭 环网 的通信 方案

该 工 程 成 功 并 网 运 行 后 年 平 均 发 电 量 达

万 与 相 同 发 电 量 的 火 电 厂 相 比 每 年

可 节 约 用 煤 减 少 排 放 二 氧 化 碳 二 氧 化 硫 近

氮 氧 化 合 物

烟 尘

此外还可节约大量的水资源

在接入 系统的 设计过 程中 严 格 遵 循 了 典 型 设计 方案 确 保了 杭州第 一个用 户光 伏 示 范 项 目 安 全 可 靠 并 网 为 光 伏 电 源 的 有 序 可 控 接 入 积 累了真 实可信 的实践 经验

结语

随 着 接 入 电 网 的 光 伏 电 源 规 模 的 日 益 扩 大 光 伏 电 源 将 在 未 来 电 力 系 统 中 发 挥 重 要 作 用 同 时 也 会 给 电 力 系 统 规 划 运 行 管 理 带 来 许 多 挑 战 光 伏并 网发电 只有在 满足一 定的 技 术 约 束 条 件 下 对接 入系统 容量 和位置 进行合 理 规 划 和 设 计 才 能 在 发 挥 光 伏 发 电 优 势 的 同 时 保 障 电 力 系 统的安 全可 靠运行 通过对 光伏系 统 分 类 和 并 网电压 等级 准 入功 率及并 网点与 公 共 连 接 点 的 要 求 配 电 设 备 选 择 的 要 求 保 护 及 安 全 自 动 装

表

分 类

光 伏 系 统 分 类 及 对 应 的 典 型 设 计 方 案

并 网 电 压 等 级

或

接 入 方 式

接 入

接 入 方 案

变 电 站

或

接 入 或 接 入 接 入 或 接 入

间 隔 变 电 站

间 隔

光 伏 电 站 总 安 装 容 量 专 线 接 入 公 用 电 网 变 电 站

光 伏 电 站 总 安 装 容 量

宜

专 线 接 入 公 用 电 网 变 电 站 或 开

关 站

宜

专 线 接 入 公 用 电 网 变 电 站

开 关 站 间 隔 变 电 站

间 隔

光 伏 电 站 总 安 装 容 量

光 伏 电 站 总 安 装 容 量

开 关 站 间 隔 架 空 线 路 主 干 线 环 网 柜 间 隔 主 干 线 架 空 线 路 分 支 线 环 网 柜 间 隔 分 支 线

接 于 接 入

公 用 电 网

接 于 接 入

光 伏 电 站 总 安 装 容 量

宜 接 入

光 伏 电 站 总 安 装 容 量

接 入 用 户 高 配 间 隔 接 于 接 入

公 用 电 网

架 空 线 路 主 干 线 环 网 柜 间 隔 主 干 线 架 空 线 路 分 支 线 环 网 柜 间 隔 分 支 线

光 伏 电 站 总 安 装 容 量

宜 接 入

接 于 接 入

系 统 总 安 装 容 量

宜 接 入

公 用 电 网

接 入 用 户 高 配 间 隔 接 入 接 入

公 网 低 压 间 隔 用 户 低 压 间 隔

置 通 信 与 监 测 以 及 电 能 计 量 等 方 面 的 研 究 旨 在 探 索 光 伏 发 电 接 入 配 电 网 的 规 划 设 计 技 术 导 则 形 成 光 伏 发 电 接 入 电 网 典 型 设 计 方 案 为 大 量 光伏 发电的 接入做 好理论 和实 践准备

国 家 电 网 公 司 光 伏 电 站 接 入 电 网 技 术 规 定 国 家 电 网 发 展

号 文 件

收 稿 日 期

作 者 简 介 白 熊

上 海 电

男 浙 江 温 岭 人 华 北 电 力 大 学

在 职 研 究 生 从 事 电 力 系 统 自 动 化 和 管 理 工 作

王 骏 海

男 浙 江 杭 州 人 高 级 工 程 师 从 事

参考 文 献

桑 妲 小 型 光 伏 发 电 系 统 并 网 对 电 网 的 影 响 力

国 家 电 网 公 司 业 扩 供 电 方 案 编 制 导 则 试 行 国 家 电 网 营 销

号 文 件

电 力 系 统 电 网 规 划 设 计 和 管 理 工 作

本 文 编 辑 龚 皓

下 期 要 目

基 于合作博弈成本分摊理论的电力系统备用容 量分配 的研究 浙江典型区域输电线路雷击跳闸与地闪密度的 相关性 分析

同 塔双回 线路 舞动故 障机理 分析及 整

改措施

机 组渣煤 水处 理系统 评估

机 组锅炉 燃烧 印尼煤 和扎煤 的研究

机 组汽包 连续 排污系 统存在 的问题 及

对策

浙 江省火 电厂 锅炉汽 包水位 测量保 护系统 问 题分析 及技术 措施

交 流电动 机变 频运行 中绝缘 损坏的 分析 浅 析大客 户直 购电实 施方案 及其对 电网公 司 的影响

华 光潭梯 级水 电站远 方过载 切机装 置的应 用

浙 江 电 力

光伏电站接入配电网典型设计研究

白

熊

王 骏 海

高 振 宇

周 昱 甬

华北电力大学 北京

杭州市电力局 杭州

摘 要 分析光伏发电系统的分类和并网电压 等 级 准 入 功 率 研究并网点与 公共连接点的 要 求 配 电设备选择的要求 保护及安全自动装置 通信 与监测以及电能计量 提出了光伏发 电 接 入 配 电 网 的 典型设计技术标准和管理要求

关键词 光伏电站 接入 配电网 典型设计

中图分类号 文献标志码 文章编号

近年来 浙江省 政府出 台了加 快 光 伏 电 源 等 可再 生能源 推广 应用的 若干意 见 规划 浙 江 省 未 来 三年要 实现六 个一百 和一 个示范 工程 大 批 以 光 伏 电 源 为 主 的 可 再 生 能 源 项 目 申 请 已 获 批 准 以 积 极 的 姿 态 应 对 大 量 可 再 生 能 源 接 入 系 统 并 充分 考虑由 此带来 的影 响已成 为电力 公司 所 面 临 的 重要 课题

光 伏 建 筑 一 体 化 电 源 的 大 规 模 接 入 电 网 给 电 网 的规划 运行 控制和 管理带 来了一 系列 挑战 为应

对 大规模 光伏电 源接入 给电 力 系 统 带 来 的 冲击 保 障光 伏电源 接入后 的电网 能 安 全 稳 定 运行并 可靠地 向电力 用户 提供优 质电 力 浙 江 省 电力 公司承 担了国 家电网 公司 关于分 布 式 光 伏 电 源 接入配 电网 的规划 设计和 运行控 制技 术 研 究 课 题 浙 江省电 力试 验研究 院和杭 州市 电 力 局 分 别 承 担了其 中的规 划设计 和运 行控制 研 究 工 作 杭 州 市电 力局就 配电网 网架模 型的建 立 光 伏 电 源 并网后 负荷预 测与 电力电 量平衡 方法 分 布 式 光 伏 电 源 并 网 对 配 电 网 可 靠 性 的 影 响 光 伏 电 站 与 调 度 系 统 配 电 网 自 动 化 系 统 的 信 息 交 互 技 术 光伏发电电能计量计费技术等进行了深入研究

目前该 研究项 目已取 得阶段 性 成 果 编 制 了 光 伏 电 站 接 入 系 统 典 型 设 计 方 案 年

月

并 于

日通过 由国家 电网 公 司 专 家 和 高 校 教

典型 设 计 的 目的 和 意 义

目前 光 伏发电 及并网 还缺乏 相 应 的 管 理 规 定 技 术 标 准 不 完 善 国 家 政 策 和 激 励 措 施 也 未 考虑 对电网 企业综 合经济 效益 的补偿 因 此 对 光 伏发 电产 业和电 网企业 的健康 有序 发展产 生了一 定 的 不 利 影 响 同 时 光 伏 电 源 出 力 的 间 歇 性 周 期 性 和 随 机 性 计 费 供 电可靠 性 和 分 布 式

加 上 逆 变 器 并 网

孤 岛

效 应 等 因 素 也 会 影 响 电 网 电 能 质 量 电 量 计 量

随 着大容 量并网 光伏电 站

授组成 的评审 组的审 核 典型 设 计 研 究的 主 要 内 容

并网光 伏系统 多以分 布式电 源形 式接 入 配 电 网 研究光 伏电 源并网 对配电 网的影 响主 要从以 下 两 方 面 考 虑 一 方 面 光 伏 电 源 属 于 间 歇 式 电 源 具 有 显 著 的 不 连 续 性 和 受 天 气 影 响 的 群 发 性 另 一 方 面 由 于 分 布 式 光 伏 电 源 的 接 入 配 电网由 传统 的单端 辐射型 网络发 展成 为复杂 的多 端 系 统 因 此 通 过 对 光 伏 电 源 准 入 容 量 和 接 入 位 置 光 伏 电 源 配 电 系 统 可 靠 性 评 估 光 伏 电 源 引 起 的 备 用 需 求 等 重 点 课 题 的 研 究 形 成 通 用 全 面 典 型 接 入 系 统 设 计 方 案 以 指 导 今 后 光 伏 电源 的接入 系统设 计

光伏电 源准入 原则和 并网电 压等 级

目前的 配电网 接线模 式主要 有电 缆网 络 的 双 电 源 双

接 线 双 电 源 单

接 线 及 架 空 线 路 多

分段多 联络网 综合考 虑光伏 电源 并网后 的 区 域 配 电 网 可 靠 性 电 压 质 量 电 压 稳 定 以 及 谐 波 注 入量等 方面的 要求 通 过合 理控制 接入电 源 的 电 压等 级和安 装容量 有效降 低光 伏电源 对 区 域 配 电 网 的 冲 击 经 多 次 仿 真 计 算 初 步 确 定 光 伏 电 站接 入公用 电网的 总安 装容量 应控制 在上级 变电 站最小 单台 变 压 器 额 定 容 量 的 以 内 光 伏 电

站 接 入

公用 线路 其总安 装容量 应 控 制

在该 线路最 大输送 容量的

以内

并网点 与公共 连接点 的技术 要求

依 据 电 力 部 门 调 度 管 理 保 护 整 定 计 量 等 需 求

光 伏 电 源 的 并 网 点 应 设 置 易 于 操 作 可 闭 锁且具 有明显 断开点 的并网 总断 路器

以 确 保 电

力设施 检修 维护人 员的人 身安全 光伏 电 站 与 电 网 之 间 的 连 接 点 即 并 网 点 也 称 为 公 共 连 接 点 只 能 有 唯 一 一 个 作 为 解 并 列 点 原 则 上 公 共 连 接点就 是电能 质量 考核点

当光伏 电站采 用 并网 且 只 有 单 台 逆 变 器 时 逆 变 器 出 口 处 作 为 并 网 点 并 装 设 并 网 断

路 器 当光 伏电站 采用 并 网 且 有 多 台 逆 变

器 时 逆 变 器 通 过

交 流 母 线 汇 接 汇 接 点

作 为 并 网 点 然 后 在 并 网 点 装 设 并 网 断 路 器 光 伏电 站采用 高压并 网时 光伏电 站升压 变 高 压 侧 作 为 并 网 点 如 果 有 多 台 升 压 变 压 器 变 压 器 高 压侧 可并列 运行 高压母 线作为 并网点 设 置 并 网

断路器

保护及 安全自 动装置

目 前 国 内 投 产 的 光 伏 电 源 数 量 较 少 相 关 运 行 经 验 还 不 成 熟 特 别 是 光 伏 电 源 受 光 照 温 度 等 天 气 气 候 因 素 的 影 响 较 大 对 其 性 能 变 化 情况不 够了解 传统辐 射状配 电网 的 潮 流 是 从 电 源到用 户单 向流动 的 且配 电网大 多 数 故 障 具 有 瞬时 性 所以 传统配 电网 的保护 设计 通 常 是 在 变 电站安 装反向 过流继 电器 主 馈线 装 设 自 动 重 合 闸 装 置 支 路 装 设 熔 断 器 接 入 分 布 式 电 源 后 必 须 在 系 统 侧 和 光 伏 电 站 侧 配 置 一 定 的 保 护 装 置 使 配 电 网 能 保 持 保 护 装 置 原 有 的 协 调 性 避 免 原有保 护设备 误动

系统侧 保护

公用电 网接入 光伏电 站 后 电 网 保 护 应 保 持 可 靠 性 选 择 性 灵 敏 性 和 速 动 性 的 要 求 光 伏 电 站 接 入 公 用 电 网 的 供 电 线 路 专 线 电 网 侧 应 配 置 一 套 线 路 保 护

并 网 线 路 一 般 配 置 距

离保护 系统有 稳定要 求或短 线路 整 定 配 合 困 难 时 应 装 设 光 纤 电 流 差 动 保 护 并 网 线 路

一 般 配 置 方 向 过 流 保 护 方 向 元 件 可 投 退 如 有

电 网稳定 要求 需配置 全线速 动保护

光 伏 电 站 采 用 接 方 式 接 入 公 用 电 网 或

纯 架 空 线 路 或 电 缆 架 空 混 合 线 路 时

电网侧 线路 保护应 具备重 合闸功 能 重 合 闸 应 具 备检 测线路 无压功 能 并

网断 路器保 护

一 般 情 况 下 并 网 总 断 路 器 配 置 速 断 过 流 保 护 如 距 离 及 过 流 保 护 带 方 向 的 过 流 保 护 以 及 光 纤 差 动 保 护 同 时 光 伏 电 站 必 须 具 备 快 速 监 测孤岛 且立 即断开 与电网 连接的 能力 对 于 非 计划孤 岛 应能 保证从 孤岛 发生到 并 网 断 路 器 跳 开 光 伏 电 站 与 电 网 断 开 的 时 间 不 大 于 并

网 断 路 器 一 般 应 具 有 低 周 低 压 及 高 周 高 压 解

列功能

由于光 伏电站 的接入 系 统 变 电 站 主 变 应 设 置间隙 零序电 流保护 和零序 电压 保护 当 并 网 光 伏 电 站 接 入 企 业 用 户 内 部 电 网 且 设 计 为 不 可 逆并网 方式时 应配置 逆功 率保护

通信与 监测

并 网 光 伏 电 站 应 安 装 能 够 自 动 采 集 记 录 远程传 输光伏 电站 各类电 气参数 和气象 环 境 参 数

的采集 装置 光 伏电站 向电网 提供 的监测 信 息 至 少应包 括以下 内容

光 伏 电 站 并 网 状 态 信 息 太 阳 板 倾 斜 面

辐 照度

光伏电站并网 点有功 功率 无 功功 率 有

功电量 无 功电量 功率 因数

并网点 的电压 电流

变 压 器 分 接 头 档 位 断 路 器 和 隔 离 闸 刀

位 置信息 等

采用

或

线 路 并 网 的 光 伏 电 站 能

接 受 的 电 网 远 方 调 度 控 制 指 令 应 包 括 有 功 功 率 有 功 功 率 最 大 变 化 率 电 压 无 功 调 节 方 式 参考电 压 光伏 电站停 机指 令等

数据通 信系统 应能满 足继电 保护 安 全 自 动 装置 调度自 动化 及电能 信息和 有关状 态 信 息 的 传 输要求

光 伏 电 站 可 考 虑 接 入 电 力 系 统 系 统

或负 控终端 采用

或

线 路 并 网 的 光

伏电站 其通信 通道应 采用光 缆通 信方式 接 入 电 力 调 度 通 信 网 并 具 有 双 光 缆 路 由 光 缆 线 路 结 合并网 线路建 设 采用

线 路 并 网 的 光 伏 电

站 其 通 信 通 道 可 选 用 专 用 通 道 以 太 网 络 以 及

等 电能计 量

计量关 口设置 原则为 资产分 界点 关 口 表 应 采用 双向计 量装 置 具体 设置在 双方协 议 中 进 一 步 明 确 光 伏 电 站 采 用 专 线 接 入 公 用 电 网 时 计 量点 设在 产 权 分 界 点 光 伏 电 站 采 用 接 方 式 接 入 公 用 线 路 时 计 量 点 设 在 光 伏 电 站 进 线 侧 光 伏 电 站 接 入 企 业 用 户 内 部 电 网 的 计 量 点 设 在 并网点

计量装 置至少 应具备 双向有 功和 四象 限 无 功 计 量 功 能 事 件 记 录 功 能 配 有 标 准 通 信 接 口 具备本 地通信 和通过 电能信 息采 集终端 远程通 信 的功能 电能计 量装置 的配置 和技 术要求 应 符 合

电 能 计 量 装 置 技 术 管 理 规 程 和 电 能 量 计 量 系 统 设 计 技 术 规 程 以 及 相 关

标准 规 程要求

光伏 电 源 接 入系 统 典 型 设 计方 案 及 应 用

对典型 设计方 案的研 究 是以 配电 网 网 架 结 构和 历史数 据为 基础 围 绕光伏 电源的 出 力 特 性

进 行 深 入 分 析 并 对 光 伏 电 源 在 不 同 电 压 等 级 不 同 接 线 方 式 下 就 光 伏 电 源 的 接 入 位 置 设 备 选 型 保 护 自 动 化 配 置 方 案 通 信 及 计 量 计 费 方 式 进 行 研 究 形 成 光 伏

电 源 通 过

专 线

专 线

接 线 及

线 路 并 网 等 种

接入电 网典型 设计 方案 研 究成果 为 大 量 光 伏 发 电接 入系统 做好理 论和实 践准 备 接 入 方 案 详 见 表

通 过 编 制 分 布 式 光 伏 电 源 接 入 系 统 典 型 设 计

使接 入系统 典型化 规 范 化 为 光 伏 电 源 有 序 可 控接入 提供 指导意 见

参照典 型设计 目前已 完成多 个 光 伏 电 站 接 入 系 统 设 计 其 中 杭 州 能 源 与 环 境 产 业 园

光 伏 发 电 站 并 网 项 目 已 于

年

月 并

网 投运 该 项目根 据典型 设计 的技术 标 准 和 管 理 要 求 通 过 收 集 光 伏 电 站 的 安 装 容 量 逆 变 器 参 数 和配电 升压站 的设 备参数 详细论 证 了 接 入 系 统 方 案 保 护 配 置 方 案 和 监 控 监 测 方 案 最 终 确 定 通 过 回

专 线 接 入

渔 桥 变 在

系 统 和 光 伏 电 源 侧 配 置 带 方 向 的 过 流 等 相 关 保 护 在 并 网 断 路 器 侧 配 置 解 列 装 置 确 定 了 通 过 回光 缆线路 接入余 杭 环网 的通信 方案

该 工 程 成 功 并 网 运 行 后 年 平 均 发 电 量 达

万 与 相 同 发 电 量 的 火 电 厂 相 比 每 年

可 节 约 用 煤 减 少 排 放 二 氧 化 碳 二 氧 化 硫 近

氮 氧 化 合 物

烟 尘

此外还可节约大量的水资源

在接入 系统的 设计过 程中 严 格 遵 循 了 典 型 设计 方案 确 保了 杭州第 一个用 户光 伏 示 范 项 目 安 全 可 靠 并 网 为 光 伏 电 源 的 有 序 可 控 接 入 积 累了真 实可信 的实践 经验

结语

随 着 接 入 电 网 的 光 伏 电 源 规 模 的 日 益 扩 大 光 伏 电 源 将 在 未 来 电 力 系 统 中 发 挥 重 要 作 用 同 时 也 会 给 电 力 系 统 规 划 运 行 管 理 带 来 许 多 挑 战 光 伏并 网发电 只有在 满足一 定的 技 术 约 束 条 件 下 对接 入系统 容量 和位置 进行合 理 规 划 和 设 计 才 能 在 发 挥 光 伏 发 电 优 势 的 同 时 保 障 电 力 系 统的安 全可 靠运行 通过对 光伏系 统 分 类 和 并 网电压 等级 准 入功 率及并 网点与 公 共 连 接 点 的 要 求 配 电 设 备 选 择 的 要 求 保 护 及 安 全 自 动 装

表

分 类

光 伏 系 统 分 类 及 对 应 的 典 型 设 计 方 案

并 网 电 压 等 级

或

接 入 方 式

接 入

接 入 方 案

变 电 站

或

接 入 或 接 入 接 入 或 接 入

间 隔 变 电 站

间 隔

光 伏 电 站 总 安 装 容 量 专 线 接 入 公 用 电 网 变 电 站

光 伏 电 站 总 安 装 容 量

宜

专 线 接 入 公 用 电 网 变 电 站 或 开

关 站

宜

专 线 接 入 公 用 电 网 变 电 站

开 关 站 间 隔 变 电 站

间 隔

光 伏 电 站 总 安 装 容 量

光 伏 电 站 总 安 装 容 量

开 关 站 间 隔 架 空 线 路 主 干 线 环 网 柜 间 隔 主 干 线 架 空 线 路 分 支 线 环 网 柜 间 隔 分 支 线

接 于 接 入

公 用 电 网

接 于 接 入

光 伏 电 站 总 安 装 容 量

宜 接 入

光 伏 电 站 总 安 装 容 量

接 入 用 户 高 配 间 隔 接 于 接 入

公 用 电 网

架 空 线 路 主 干 线 环 网 柜 间 隔 主 干 线 架 空 线 路 分 支 线 环 网 柜 间 隔 分 支 线

光 伏 电 站 总 安 装 容 量

宜 接 入

接 于 接 入

系 统 总 安 装 容 量

宜 接 入

公 用 电 网

接 入 用 户 高 配 间 隔 接 入 接 入

公 网 低 压 间 隔 用 户 低 压 间 隔

置 通 信 与 监 测 以 及 电 能 计 量 等 方 面 的 研 究 旨 在 探 索 光 伏 发 电 接 入 配 电 网 的 规 划 设 计 技 术 导 则 形 成 光 伏 发 电 接 入 电 网 典 型 设 计 方 案 为 大 量 光伏 发电的 接入做 好理论 和实 践准备

国 家 电 网 公 司 光 伏 电 站 接 入 电 网 技 术 规 定 国 家 电 网 发 展

号 文 件

收 稿 日 期

作 者 简 介 白 熊

上 海 电

男 浙 江 温 岭 人 华 北 电 力 大 学

在 职 研 究 生 从 事 电 力 系 统 自 动 化 和 管 理 工 作

王 骏 海

男 浙 江 杭 州 人 高 级 工 程 师 从 事

参考 文 献

桑 妲 小 型 光 伏 发 电 系 统 并 网 对 电 网 的 影 响 力

国 家 电 网 公 司 业 扩 供 电 方 案 编 制 导 则 试 行 国 家 电 网 营 销

号 文 件

电 力 系 统 电 网 规 划 设 计 和 管 理 工 作

本 文 编 辑 龚 皓

下 期 要 目

基 于合作博弈成本分摊理论的电力系统备用容 量分配 的研究 浙江典型区域输电线路雷击跳闸与地闪密度的 相关性 分析

同 塔双回 线路 舞动故 障机理 分析及 整

改措施

机 组渣煤 水处 理系统 评估

机 组锅炉 燃烧 印尼煤 和扎煤 的研究

机 组汽包 连续 排污系 统存在 的问题 及

对策

浙 江省火 电厂 锅炉汽 包水位 测量保 护系统 问 题分析 及技术 措施

交 流电动 机变 频运行 中绝缘 损坏的 分析 浅 析大客 户直 购电实 施方案 及其对 电网公 司 的影响

华 光潭梯 级水 电站远 方过载 切机装 置的应 用