摘 要：隨著新能源的大規(guī)模推廣，分布式光伏在配電網(wǎng)中的占比持續(xù)攀升。作為電力供應的末端環(huán)節(jié)，配電網(wǎng)在接入高比例光伏電源時，由于光伏發(fā)電具有分散性、波動性和間歇性等特點，易引發(fā)電壓超標、潮流逆向傳輸?shù)冗\行風險。分布式光伏在降低化石能源消費、促進節(jié)能減排的同時，也對配電網(wǎng)的**運行提出了新的挑戰(zhàn)。在配電網(wǎng)運行中，各節(jié)點的實時負荷與分布式電源出力共同決定了系統(tǒng)的運行狀態(tài)。因此，在進行分布式光伏規(guī)劃時，需要對該區(qū)域的負荷特性和光伏出力特性進行準確預測，并對光伏接入可能帶來的電壓風險進行科學評估，從而制定出選址布局和容量配置方案。

關鍵詞：新能源；分布式光伏；電壓風險

1. 概述

湖北荊門晨旭智能屋頂光伏發(fā)電項目（以下簡稱“本項目”）是響應國家“優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提供更加清潔、可靠的能源”的號召，投資建設的分布式光伏發(fā)電應用示范項目。

本項目位于湖北荊門，利用現(xiàn)有廠房屋頂建設分布式光伏發(fā)電項目，總建設規(guī)模約為8080kW。通過用戶配電站接入公共電網(wǎng)，屬于荊門市供電公司管理范圍。

本文聚焦于光伏電站接入系統(tǒng)的方案論證，深入探討與之相關的繼電保護、**自動裝置、通信及調(diào)度自動化技術(shù)方案并且制定對電壓波動風險的額技術(shù)措施。

項目現(xiàn)場

2. 現(xiàn)有電網(wǎng)情況

本項目涉及的公用變電站和線路為220kV變電站和用戶自建專線，在既有的10kV用戶變電站內(nèi)，近期新增了7臺10kV配電變壓器，其額定容量依次為2000kVA、1600kVA、250kVA、2000kVA、630kVA、1250kVA和1000kVA。光伏發(fā)電單元所輸出的直流電能，經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電后，通過上述新增變壓器升壓至10kV電壓等級，并借助10kV電纜以T接方式并入220kV變電站的相應線路。截至目前，該變電站已接入及處于接入過程中的分布式電源總?cè)萘繛?27.1MW，而該變電站剩余的可接入容量為52.71MW，因此本期分布式電源的接入需求可得到充分滿足。

現(xiàn)有供電示意圖如下：

用戶配電站現(xiàn)供電示意

3. 技術(shù)方案

本項目通過2個并網(wǎng)點上網(wǎng)，2個并網(wǎng)點的裝機容量分別為5.99MW、2.535MW（交流側(cè)）由7個光伏發(fā)電單元構(gòu)成。該項目運營模式為全額上網(wǎng)。利用廠房屋頂建設光伏發(fā)電系統(tǒng)，關鍵設備光伏組件、逆變器、變壓器等采用國內(nèi)知名產(chǎn)品。本項目光伏發(fā)電系統(tǒng)所輸出的直流電經(jīng)組串式逆變器轉(zhuǎn)換成交流電后，就地升壓至10KV，經(jīng)開關柜通過1回出線接入至廠區(qū)10KV進線母線的用戶側(cè)，實現(xiàn)并網(wǎng)。變電站近三年負荷平均-0.15MW，考慮主變 N-1 情況下，另一主變負載不超過80%，則該變電站可接入的分布式光伏容量為179.81MW，目前該變電站已接入及在途分布式光伏容量共 127.1W，因此剩余可接入容量 52.71MW。滿足本期接入需求。針對于光伏發(fā)電并網(wǎng)引起電壓偏差電能質(zhì)量問題的機理采用A類電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，對光伏發(fā)電可能引起諧波、直流分量、電壓波動和閃變、三相不平衡度、注入電網(wǎng)直流分量進行在線監(jiān)測。

3.1. 升壓變壓器及高低壓配電設備

本項目配備7臺三相交流2000KVA的干式變壓器。額定電壓10.5±2×2.5%/0.38kV，接線組別為Dy11。交流頻率為50Hz,可以戶外使用，能效等級滿足國家規(guī)范要求。

3.2. 繼電保護及**自動裝置

本光伏電站內(nèi)主要電氣設備采用微機保護，以滿足信息上送。元件保護按照《繼電保護和**自動裝置技術(shù)規(guī)程》（GB14285－2006）配置。

1）線路保護

本項目為10kV并網(wǎng)，建議光伏開關站總出線開關建議光伏開關站總出線開關配置線路方向過流等保等護，包括三段可經(jīng)復壓和方向閉鎖的過流保護，三段零序過流保護、過負荷并具備低周減載功能，以便線

路發(fā)生故障時快速切除，避免事故范圍擴大。

2）頻率電壓異常緊急控制裝置

本項目光伏并網(wǎng)點斷路器要求具備失壓跳閘功能，不設重合閘，可通過逆變器內(nèi)低壓保護與頻率保護實現(xiàn)解列，不配置獨立的**自動裝置。裝置通過檢測系統(tǒng)頻率，根據(jù)系統(tǒng)頻率的變化按用戶設定的頻率定值，當系統(tǒng)頻率低于 定值時，自動切除負荷。為保證裝置可靠動作，系統(tǒng)正常時對低頻減載功能進行閉鎖，當系統(tǒng)頻率下降到一定程度時才解除閉鎖。為防止系統(tǒng)發(fā)生負荷反饋引起裝置誤動，采用了低電壓、欠電流和滑差閉鎖。

低電壓閉鎖判據(jù)為:Ua低于低電壓閉鎖定值，同時零序電壓3U0低于8V，或PT斷線時，閉鎖低頻減載出口?；铋]鎖判據(jù)為:df/dt大于滑差閉鎖定值時，閉鎖低頻減載出口。欠流閉鎖判據(jù)為：三相電流Ia、Ib、Ic均低于欠流閉鎖定值時，閉鎖低頻減載出口。裝置通過檢測系統(tǒng)頻率，根據(jù)系統(tǒng)頻率的變化按用戶設定的頻率定值，當系統(tǒng)頻率高于定值時，自動切除負荷。

對于光伏電站，公共連接點的電壓偏差、電壓波動應滿足GB/T 12325-2008和GB/T12326-2008的規(guī)定。當電壓異常時，按照表1中要求的時間停止向電網(wǎng)線路送電，此處要求適用于三相系統(tǒng)中任何一項。其中UN為光伏電站并網(wǎng)點的電網(wǎng)標稱電壓，分閘是指異常狀態(tài)發(fā)生到逆變器停止向電網(wǎng)送電的時間。當頻率異常時，按照表2所表示的電網(wǎng)頻率偏離下運行。

表1 光伏電站在電網(wǎng)電壓異常時的響應要求