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国家电网公司企标Q/GDW617-2010光伏电站接入电网技术规定国网电力科学研究院2011.05国网电力科学研究院2011.05张军军zhangjunjun@sgepri.sgcc.com.cn一、光伏发电大规模应用对电网运行提出的挑战一、光伏发电大规模应用对电网运行提出的挑战二、Q/GDW617-2010标准制定的背景三、Q/GDW617-2010标准解读近年来，光伏产业迅猛发展，国内光伏装机容量逐年增加，2008年国内光伏发电装机14万千瓦，2009年达到30万千瓦，预计2015年我国光伏装机容量有望突破500万千瓦，2020年突破2000万千瓦，而大规模光伏并网对电网运行提出了新的挑战。¾资源与负荷逆向分布带来的送出与消纳问题¾幅照强度波动性、随机性强，运行控制问题突出¾光伏分布式接入配电网对电网安全产生影响¾光伏分布式接入配电网对继电保护产生影响¾大量使用电力电子并网设备带来的电能质量问题严重一、光伏发电大规模应用对电网运行提出的挑战光伏并网发电的现状光伏并网发电的现状大规模光伏电站的电力输送问题。采用“集中开发、高压送出”模式开发的大规模光伏电站多集中在西北、华北等日照资源丰富的荒漠/半荒漠地区，这些地区一般地域范围广，但是本地负荷小，光伏电站的电力需要进行远距离输送。长距离输电的电压稳定性问题。随着光伏电站数量和规模的不断加大，光照强度短期波动和周期性变化引起的线路电压超限现象将逐步出现，这将成为制约大规模光伏电站建设开发的主要因素之一。光伏发电的运行控制特性完全由电力电子逆变器决定，没有转动惯量和阻尼特性，与常规发电机组有较大的区别。光伏发电的大规模接入对电网的安全稳定分析与控制提出了新的挑战。¾¾资源与负荷逆向分布带来的送出与消纳问题资源与负荷逆向分布带来的送出与消纳问题一、光伏发电大规模应用对电网运行提出的挑战光伏电源出力波动性和随机性特点明显，且光伏电站自身无惯性环节，呈现有功功率阶跃性变化特点，需要增加电网的旋转备用容量进行调节；供电可靠性指标分析、电压无功控制、电能计量计费以及与电网自动化系统的信息交互等各种运行控制措施也存在技术问题。¾¾幅照强度波动性、随机性强，运行控制问题突出幅照强度波动性、随机性强，运行控制问题突出西藏羊八井100kW电站：最大功率变化率每分钟70％；浙江示范工程（运行3个月）：z250kW屋顶工程实测最大功率变化率为每分钟20％z60kW屋顶工程实测最大功率变化率为每分钟25％一、光伏发电大规模应用对电网运行提出的挑战¾¾光伏分布式接入配电网对电网安全产生影响光伏分布式接入配电网对电网安全产生影响西班牙3MW光伏电站项目：采用3个逆变器厂家的多种型号小型光伏逆变器并联运行，在真实电网故障的情况下电站继续运行，后带负荷人为重现此现象。（各型号逆变器已通过认证，此事件已提交IEC组织）1S2S光伏分布式接入配电网会带来特有的计划外孤岛运行问题，会威胁线路维护人员人身安全；造成与孤岛地区相连的用户供电质量受影响（频率和电压偏出正常运行范围）；孤岛电网与主网非同步重合闸造成操作过电压；单相分布式发电系统会造成系统三相负载欠相供电，目前所有的防孤岛检测算法均存在检测盲区。一、光伏发电大规模应用对电网运行提出的挑战¾¾光伏分布式接入配电网对继电保护产生影响光伏分布式接入配电网对继电保护产生影响在线路发生故障后，继电保护以及重合闸的动作行为都会受到光伏发电系统的影响。对基于断路器的三段式电流保护的影响最为显著。导致本线路保护的灵敏度降低及拒动；导致本线路保护误动；导致相邻线路的瞬时速断保护误动并失去选择性；导致重合闸不成功；……日本2.2MW太阳城项目：大量配电网保护更换；浙江示范工程：加装低周、低压解列、过流等保护；校核和调整10kV电流速断、延时电流速断、过流保护、反向故障保护定值。一、光伏发电大规模应用对电网运行提出的挑战光伏并网逆变器采用高频调制，易产生谐波；并联输出谐波放大现象难以预测与治理；输出功率不确定性易造成电网电压波动、闪变；需要电网配置相应电能质量治理装置。¾¾大量使用电力电子并网设备带来的电能质量问题严重大量使用电力电子并网设备带来的电能质量问题严重浙江示范工程在10kV接入、400V接入、220V接入系统中，都检测到谐波电流总畸变率偏高的问题。随着容量的增大，谐波电流对电网的影响将进一步加大。敦煌特许权招标工程接入审查时特定高次谐波超标，随着后续工程的上马，相应的解决方案正在制定之中。一、光伏发电大规模应用对电网运行提出的挑战一、光伏发电大规模应用对电网运行提出的挑战二、二、Q/GDWQ/GDW661177--20102010标准制定的背景标准制定的背景三、Q/GDW617-2010标准解读结合我国新能源发展战略，并根据国家能源局的要求，国家电网公司组织，2009年国网电科院牵头起草编制了《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》（试行）2009年5月16日，国网公司发策部组织系统内部专家在南京召开了对技术规定的第一次讨论会2009年6月16日，国家能源局组织相关行业专家在北京召开了第二次讨论会，史立山司长到会主持并作重要讲话2009年6月27日，国网公司发策部组织相关行业专家在北京召开了第三次讨论会2009年7月21日，《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定（试行）》上报国家能源局，并在国网公司系统内实施执行二、《光伏电站接入电网技术规定》制定背景2010年，国家电网公司发展部下达企标编制计划，在原《光伏电站接入电网技术规定（试行）》基础上，经过修订后，形成《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定（报批稿）》，标准号暂定Q/GDW617-2010。二、《光伏电站接入电网技术规定》制定背景2010年4月23日，国家电网公司发展部组织专家在南京召开讨论会，对修改后的初稿进行了研讨2010年11月12日、12月10日，国家电网公司发展部在北京主持召开《光伏电站接入电网技术规定》（送审稿）审查会，会后形成《光伏电站接入电网技术规定（报批稿）》一、光伏发电大规模应用对电网运行提出的挑战二、Q/GDW617-2010标准制定的背景三、三、Q/GDW617Q/GDW617--20102010标准解读标准解读其它要求其它要求并网性能并网性能光伏电站接入电网技术规定光伏电站接入电网技术规定电能质量要求功率控制与电压调节电网异常时的响应特性安全与保护一般原则通用技术条件电能计量要求通信与信号系统测试要求标准内容整体介绍标准内容整体介绍三、《光伏电站接入电网技术规定》标准解读本标准规定了光伏电站接入电网运行应遵循的一般原则和技术要求。本标准适用于接入380V及以上电压等级电网的新建或扩建并网光伏电站，包括有隔离变压器与无隔离变压器连接方式。不适用于离网光伏电站。本标准规定了光伏电站接入电网运行应遵循的一般原则和技术要求。本标准适用于接入380V及以上电压等级电网的新建或扩建并网光伏电站，包括有隔离变压器与无隔离变压器连接方式。不适用于离网光伏电站。11范围范围三、《光伏电站接入电网技术规定》标准解读GB2894安全标志GB16179安全标志使用导则GB/T12325电能质量供电电压偏差GB/T12326电能质量电压波动和闪变GB/T14549电能质量公用电网谐波GB/T15543电能质量三相电压不平衡GB/T178830.2S和0.5S级静止式交流有功电度表GB/T24337电能质量公用电网间谐波DL/T448电能计量装置技术管理规定DL/T614多功能电能表DL/T645多功能电能表通信协议SJ/T11127光伏（PV）发电系统过电压保护-导则IEC61000-4-30-2003电磁兼容性第4-30部分：试验和测量技术-电能质量GB2894安全标志GB16179安全标志使用导则GB/T12325电能质量供电电压偏差GB/T12326电能质量电压波动和闪变GB/T14549电能质量公用电网谐波GB/T15543电能质量三相电压不平衡GB/T178830.2S和0.5S级静止式交流有功电度表GB/T24337电能质量公用电网间谐波DL/T448电能计量装置技术管理规定DL/T614多功能电能表DL/T645多功能电能表通信协议SJ/T11127光伏（PV）发电系统过电压保护-导则IEC61000-4-30-2003电磁兼容性第4-30部分：试验和测量技术-电能质量22规范性引用文件规范性引用文件三、《光伏电站接入电网技术规定》标准解读33术语和定义术语和定义三、《光伏电站接入电网技术规定》标准解读光伏电站并网点：对于有升压站的光伏电站，指升压站高压侧母线或节点。对于无升压站的光伏电站，指光伏电站的输出汇总点。公共连接点：电力系统中一个以上用户的连接处。光伏电站送出线路：从光伏电站并网点至公共连接点的输电线路。低电压穿越：当电力系统事故或扰动引起光伏电站并网点的电压跌落时，在一定的电压跌落范围和时间间隔内，光伏电站能够保证不脱网连续运行。有功功率变化：一定时间间隔内，光伏电站有功功率最大值与最小值之差（本标准规定了1min及10min有功功率变化）。44一般原则一般原则三、《光伏电站接入电网技术规定》标准解读小型光伏电站－通过380V电压等级接入电网的光伏电站中型光伏电站－通过10kV~35kV电压等级接入电网的光伏电站大型光伏电站－通过66kV及以上电压等级接入电网的光伏电站4.1光伏电站分类4.1光伏电站分类44一般原则一般原则三、《光伏电站接入电网技术规定》标准解读专线接入公用电网T接于公用电网通过用户内部电网接入公用电网4.2接入方式4.2接入方式44一般原则一般原则三、《光伏电站接入电网技术规定》标准解读4.3接入容量4.3接入容量T接于公用电网的中型光伏电站总容量宜控制在所接入的公用电网线路最大输送容量的30%内。小型光伏电站总容量原则上不宜超过上一级变压器供电区域内的最大负荷的25%。55电能质量电能质量三、《光伏电站接入电网技术规定》标准解读在线监测要求：光伏电站并网点应装设满足IEC61000-4-30-2003标准要求的A类电能质量在线监测装置在线监测要求：光伏电站并网点应装设满足IEC61000-4-30-2003标准要求的A类电能质量在线监测装置对于大中型光伏电站，电能质量数据应能够远程传送到电网企业，保证电网企业对电能质量的监控。对于用户内部电网的电能质量监测点应放置在关口计量点对于小型光伏电站，电能质量数据应至少存储一年，必要时供电网企业调用。在线监测要求–需加装在线监测装置在线监测要求–需加装在线监测装置55电能质量电能质量具体要求–参照现有相关国家和国际标准具体要求–参照现有相关国家和国际标准谐波GB/T14549《电能质量公用电网谐波》、GB/T24337《电能质量公用电网间谐波》电压偏差GB/T12325《电能质量供电电压偏差》电压波动和闪变GB/T12326《电能质量电压波动和闪变》电压不平衡度GB/T15543《电能质量三相电压不平衡》直流分量IEEE-1547三、《光伏电站接入电网技术规定》标准解读66功率和电压功率和电压需要安装有功功率控制系统，具备限制最大功率输出以及限制输出功率变化率的能力具备根据电网频率、调度部门指令等信号自动调节电站的有功功率输出的功能，确保输出功率及变化率不超过给定值光伏电站的起停操作需考虑最大功率变化率的约束有功功率调节有功功率调节基本原则：大中型光伏电站应具备相应电源特性，能够在一定程度上参与电网的电压和频率调节。三、《光伏电站接入电网技术规定》标准解读电站类型10min有功功率变化最大限值（MW）1min有功功率变化最大限值（MW）小型装机容量0.2中型装机容量装机容量/5大型装机容量/3装机容量/1066功率和电压功率和电压基本原则：大中型光伏电站应具备相应电源特性，能够在一定程度上参与电网的电压和频率调节。三、《光伏电站接入电网技术规定》标准解读大中型光伏电站电压调节方式包括调节光伏电站的无功功率、无功补偿设备投入量以及调整变压器的变比等。在接入设计时，应重