分布式电源接入管理规范
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分布式电源接入管理规范
(讨论稿)
前言
为规范分布式电源接入管理,提高分布式电源接入运行管理水平,适应电网技术进步和当前管理工作的要求,特制定本规范。
本规范由*****提出并解释。
本规范由*****归口。
本规范主要起草单位:*****
本规范主要起草人:*****
目录
1 范围 (2)
2 规范性引用文件 (2)
3 术语和定义 (3)
4.总则 (4)
5前期管理(规划、设计) (4)
6 投产管理(调试、验收) (6)
7运行管理(正常、异常) (6)
1 范围
本规范规定了分布式电源接入配电网的运行控制管理规定和基本技术要求,适用于以同步电机、感应电机、变流器等形式接入35kV及以下电压等级配电网的分布式电源接入管理。
2 规范性引用文件
下列文件对于本规范的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有修改单)适用于本规范。
GB 2894 安全标志及其使用导则
GB/T 12325-2008 电能质量供电电压偏差
GB/T 12326-2008 电能质量电压波动和闪变
GB/T 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程
GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波
GB/T 15543-2008 电能质量三相电压不平衡
GB/T 15945-2008 电能质量电力系统频率偏差
GB/T 17883 0.2S和0.5S级静止式交流有功电度表
DL/T 584-2007 3kV~110kV电网继电保护装置运行整定规程
DL/T 1040 电网运行准则
DL/T 448 电能计量装置技术管理规定
DL/T 614 多功能电能表
DL/T 645 多功能电能表通信协议
DL/T 5202 电能量计量系统设计技术规程
DL/T 634.5101 远动设备及系统第5-101部分传输规约基本远动任务配套标准
DL/T 634.5104 远动设备及系统第5-104部分传输规约采用标准传输协议集的IEC60870-5-101网络访问
IEEE 1547 IEEE Standard for Interconnecting Distributed Resources with Electric Power Systems
IEC61000-4-30 Testing and Measurement Techniques - Power Quality Measurement Methods
Q/GDW 370-2009 城市配电网技术导则
Q/GDW 156-2006 城市电力网规划设计导则
CSA Std.C22 3 9 Interconnection of Distributed Resources and Electricity Supply Systems-Draft
3 术语和定义
3.1 分布式电源(Distribution Resource)
本规定所指分布式电源是指接入35kV及以下电压等级的分布式电源,包括同步电机、感应电机、变流器等类型。
3.2 公共连接点(point of common coupling(PCC))
电力系统中一个以上用户的连接处。
3.3 并网点(point of interconnection)
对于通过变压器接入公共电网的电源,并网点指与公用电网直接连接的变压器高压侧母线。
对于不通过变压器直接接入公共电网的电源,并网点指电源的输出汇总点,并网点也称接入点。
3.4 变流器(converter)
用于将电能变换成适合于电网使用的一种或多种形式电能的电气设备。
注1:具备控制、保护和滤波功能,用于电源和电网之间接口的静态功率变流器。
有时被称为功率调节子系统、功率变换系统、静态变换器,或者功率调节单元。
注2:由于其整体化的属性,在维修或维护时才要求变流器与电网完全断开。
在其他所有的时间里,无论变流器是否在向电网输送电力,控制电路应保持与电网的连接,以监测电网状态。
“停止向电网线路送电”的说法在本规定中普遍使用。
应该认识到在发生跳闸时,例如过电压跳闸,变流器不会与电网完全断开。
变流器维护时可以通过一个电网交流断路开关来实现与电网完全断开。
3.5 变流器类型电源(converter-type power supply)
采用变流器连接到电网的电源。
3.6 同步电机类型电源(synchronous-machine-type power supply)
通过同步电机发电的电源。
3.7 异步电机类型电源(asynchronous-machine-type power supply)
通过异步电机发电的电源。
3.8 孤岛现象(islanding)
电网失压时,电源仍保持对失压电网中的某一部分线路继续供电的状态。
孤岛现象可分为非计划性孤岛现象和计划性孤岛现象。
非计划性孤岛现象(unintentional islanding)
非计划、不受控地发生孤岛现象。
计划性孤岛现象(intentional islanding)
按预先设置的控制策略,有计划地发生孤岛现象。
3.9 防孤岛(anti-islanding)
防止非计划性孤岛现象的发生。
注:非计划性孤岛现象发生时,由于系统供电状态未知,将造成以下不利影响:①可能危及电网线路维护人员和用户的生命安全;②干扰电网的正常合闸;③电网不能控制孤岛中的电压和频率,从而损坏配电设备和用户设备。
4.总则
4.1本规范依据国家和电力行业的有关法规、规程、制度等,并结合分布式电源接入管理的实际情况而制定,各单位应遵照本规范,结合国家及行业现行有关标准、规范和规程的规定,结合本地区实际情况,制定、完善本地区分布式电源接入配电网运行控制相关规程、规定。
4.2 本规范规定了分布式电源接入安全管理、运行管理、设备管理、资料管理及培训工作五个方面规范化要求。
4.3 本规范适用于国家电网公司系统各单位。
5前期管理(规划、设计)
5.1管理要求
5.1.1电网规划及设计部门在确定分布式电源接入电网结构、厂站主接线时,应以不影响配电网的安全稳定为原则,分布式电源的接入应满足Q/GDW 370-2009《城市配电网技术导则》对分布式电源的要求。
5.1.2在分布式电源接入电网工程设计阶段,相关一、二次设备的选型配置应充分考虑电网发展的需要和电网安全稳定的要求,做到一、二次系统的协调配合。
5.1.3电网调度部门应与规划设计部门、工程建设管理部门配合,提前参与分布式电源接入规划、设计工作,参加分布式电源接入工程可行性研究和初步设计的审查工作。
5.1.4工程管理部门组织分布式电源接入工程建设前期工作(工程设计、设备选型、招标采购、设计联络、装置出厂验收等),相关调度部门、工程设计、运行维护、调试试验等单位均应参加。
5.1.5分布式电源接入设备配置和规范应符合继电保护国家技术规程和工程要求,并经相应调度部门认可。
设备选型应坚持“技术优先、质量优先”的原则,确保电网安全运行。
5.2基本技术要求
5.2.1分布式电源接入电压等级宜按照:200kW及以下分布式电源接入0.38kV电压等级电网;200kW以上分布式电源接入10kV(6kV)及以上电压等级电网。
经过技术经济比较,分布式电源采用低一电压等级接入优于高一电压等级接入时,可采用低一电压等级接入。
5.2.2分布式电源接入公共线路时,其最大输出功率之和不应超过接入公共线路容量的30%;其采用专线接入时,其最大输出功率之和不应超过其所接入的上级变电站单台主变容量的30%。
5.2.3分布式电源并网点的短路电流与分布式电源额定电流之比不低于10。
5.2.4分布式电源单相接入配电网,在其运行中应满足三相平衡的技术要求,不满足时应退出运行。
5.2.5分布式电源的运行不应改变现有配电网保护的配置。
5.2.6分布式电源的接地和防雷应符合GB14050《系统接地的型式及安全技术要求》和DL/T621《交流电气装置的接地》的相关要求。
5.2.7分布式电源接入点的总容量小于50kW时仅对运行状况进行监视,当接入点的总容量为50kW及以上时应对其运行状况进行监测和控制,其输出功率应是可调节的。
5.2.8分布式电源分三相和单相接入配电网,其输出电压、频率和相位应与接入点一致。
6 投产管理(调试、验收)
6.1工程管理部门组织分布式电源接入的工程设计、安装调试。
严格控制工程质量,保证工程建设与工程设计图实相符。
加强现场工作安全管理,防止发生因现场施工、调试原因对运行产生影响。
6.2工程投产前3个月,工程管理部门向相关调度部门提供分布式电源接入工程设计图纸、参数和相关技术资料,以便开展分布式电源接入工程投产的准备工作。
6.3工程调试项目齐全、试验完整,逻辑功能的正确性得到全面验证,确保调试结果满足设计要求和运行要求,并报送相关调度部门确认。
6.4工程管理部门负责组织工程设计、安装调试、运行维护单位进行工程验收,并建立工程设计、安装调试质量追溯制度,完善工程后续管理措施。
7运行管理(正常、异常)
7.1管理要求
7.1.1电网调度部门应加强分布式电源接入的运行管理和技术监督。
分布式电源接入应纳入电网统一管理,设备配置和设计严格遵守和执行技术规程、标准规范及“反事故措施”要求。
7.1.2分布式电源电厂应按时向相应调度部门报送运行月度、季度、年度运行分析报告,由调度部门统一进行分布式电源接入运行评价,以便有效实施分布式电源接入的技术监督,促进分布式电源接入运行管理。
7.1.3接入配电网的分布式电源,应按照容量和电压等级遵循分散布置、分层控制、分级调度的原则,其运行应按当地电力部门批准的运行方案实施,当地电力部门负责分布式电源的运行和控制。
7.1.4接入配电网的分布式电源,应能向配电网输送电能质量合格、安全可靠的电能,实现有功的平衡,且不影响配电网的安全稳定运行。
7.2基本技术要求
7.2.1分布式电源的运行控制基本要求
(1)需要进行功率控制的分布式电源应安装有功功率控制系统,具备有功功率调节能力、远方控制和就地控制功能,能够执行电网调度部门远方发送的有功出力控制命令,调节电站的有功功率输出,分布式电源的最大输出功率及功率变化率应符合当地电力部门批准的运行方案,保障配电网在故障和特殊运行方式时系统的稳定性。
(2)分布式电源投运前应根据接入配电网的不同运行方式合理配置无功容量,使分布式电源的功率因数在合理的范围内。
(3)需要进行电压调节的分布式电源应具备无功功率调节能力,能自动调整无功出力,保证输出功率因数在合理范围内,改善配电网的电压水平。
(4)分布式电源接入点的电压正弦波畸变率和注入配电网的谐波电流不得超过GB/T14549的规定。
当分布式电源接入点注入的谐波电流和引起接入点电压正弦波畸变率超过标准时,分布式电源应退出运行。
(5)分布式电源的电压波动、闪变及三相不平衡度不得超过GB/T 12326-2008 、GB/T 15543-2008 的规定。
当分布式电源接入点的电压波动、闪变及三相不平衡度对供电质量产生影响或对配电网安全运行构成干扰和妨碍时,分布式电源应退出运行。
(6)计划孤岛的运行方式应按照电力部门的调度运行方案执行。
7.2.2分布式电源接入的功率控制和电压调节要求
(1)控制方式:接入配电网的分布式能源,应同时具备远方控制和就地控制功能,并能根据电网调度机构的指令,自动控制其有功功率,以保证接入配电网的运行稳定性。
(2)控制权归属:接入配电网的分布式能源,遵循分散布置、分层控制、分级调度的原则,控制权归电力调度部门或按电网调度部门批准的运行方案实施就地控制。
(3)有功功率控制目标:接入配电网的分布式能源,应能向配电网输送电能质量合格、安全可靠的电能,起到减小供电压力、降低网络损耗、改善电压水平的作用。
(4)有功功率控制频率异常响应特性:当并网点的频率超出49.5Hz~50.2Hz的范围时,分布式能源应能在0.2s内停止向配电网送电。
(5)孤岛运行方式:若分布式能源具备孤岛运行能力,在局部配网失电后,应能有计划地恢复对部分负荷的供电。
(6)电压/无功调节控制目标:接入配电网的分布式能源,应具备无功功率调节能力,当输出有功功率变化时,能自动调整无功出力,保证输出功率因数在合理范围内,并在一定程度上改善局部配网的电压水平。
(7)电压/无功调节运行要求:分布式能源的输出功率因数应不小于0.98(滞后或超前)。
对于具体工程项目,必要时应根据实际网络进行论证,确定分布式能源合理的功率因数范围。
(8)电压/无功调节的电压异常响应特性:当并网点电压超过0.85 UN~1.1UN 范围时,分布式能源应能在2s内停止向配电网送电。
分布式电源接入变电站的主变压器宜采用有载调压变压器,分接头切换可手动控制或自动控制,根据电网调度部门的指令进行调整。
7.2.3分布式电源接入的继电保护与安全控制
(1)通过380/220V电压等级并网的分布式电源,电源容量小于50kW,可配置低压过流保护开关和漏电保护装置。
(2)通过380/220V电压等级并网的分布式电源,电源容量在50kW及以上,可配置快速熔丝及低压过流保护开关,并具有漏电保护功能。
(3)通过10kV(6kV)~35kV电压等级接入公共线路的分布式电源,宜配置电流电压保护和逆功率保护。
(4)通过10kV(6kV)~35kV电压等级接入专用线路的分布式电源,宜配置光纤电流差动保护。
(5)分布式电源需具备一定的过电流能力,在120%倍额定电流以下,分布式电源连续可靠工作时间应不小于 1 分钟;在120%~150%额定电流内,分布式电
源连续可靠工作时间应不小于10秒。
接入点的分布式电源短路电流总和不允许超过接入点允许的短路电流。
分布式电源应配置具有反时限特性的保护。
(6)当检测到配电网侧发生短路时,分布式电源系统向配电网输出的短路电流应不大于额定电流的150%,同时分布式电源应与配电网断开。
(7)接入配电网的分布式电源应具备一定的电压和频率响应特性,当接入点的电压和频率超出规定范围时,应与配电网的断开,其电压和频率的超出范围值和断开时间均应按照Q/GDW 480-2010《分布式电源接入电网技术规定》7.1和7.2条的规定执行。
(8)分布式电源应具备快速监测孤岛且立即断开与配电网连接的能力,其防孤岛保护应与配电网侧线路保护相配合。
防孤岛保护应同时具备主动式和被动式两种保护。
主动防孤岛效应保护方式主要有频率偏离、有功功率变动、无功功率变动、电流脉冲注入引起阻抗变动等。
被动防孤岛效应保护方式主要有电压相位跳动、3次电压谐波变动、频率变化等。
(9)系统发生扰动,分布式电源脱网后,在电网电压和频率恢复到正常范围之前,分布式电源不允许并网。
在电网电压和频率恢复正常后,对于容量小于50kW 的分布式电源,延时20秒后且分布式电源满足电压、频率、相角等并网条件时才能恢复并网,对于容量在50kW及以上的分布式电源应得到当地电力部门的允许方能重新接入配电网。
7.2.4分布式电源接入的自动化
(1)分布式电源接入配电网应对分布式电源接入点及相关设备进行监测和控制。
(2)监测的内容包括有:
--电气模拟量:电源并网点的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率(电网侧及电源侧),2-25次谐波值,电压不平衡度、直流电流分量;
--电能量:电源并网点的正反向电量;
--状态量:电源并网点的并网断路器状态、故障信息、分布式电源远方终端状态信号和通信通道状态等信号;
--其他数据量:分布式电源的总容量、投入容量等。
--根据需要,可实现对重要分布式电源内部数据和运行环境数据进行采集,例如内部参数有逆变器数据、升压变数据等,环境参数有光照强度、温度、风速等气象数据等。
(3)分布式电源控制的功能包括有:控制对象主要包括:分布式电源的功率调节控制设备、电源并网点无功补偿设备、并网断路器
7.2.5分布式电源接入的通信
(1)通过10kV (6kV)~35kV电压等级并网的分布式电源应具备与电网调度机构之间进行数据通信的能力,能够采集电源的电气运行工况,上传至电网调度机构,应满足实时性要求,同时具有接受电网调度机构控制调节指令的能力。
并网双方的通信系统应以满足电网安全经济运行对电力系统通信业务的要求为
前提,满足继电保护、安全自动装置、自动化系统及调度电话等业务对电力通信的要求。
(是否放到一般性原则)
(2)分布式电源接入系统通信接口宜采用以太网、串行口等接口。
(3)分布式电源接入系统通信通道宜采用光纤专网、配电线载波、无线专网和无线公网。
其中:
a光纤专网通信方式宜选择以太网无源光网络、工业以太网等光纤以太网技术;b中压电力线载波通信方式可选择电缆屏蔽层载波等技术;
c无线专网通信方式宜选择符合国际标准、多厂家支持的宽带技术;
d无线公网通信方式宜选择GPRS/CDMA/3G通信技术,在采用此方式时应符合电力二次系统安全防护规定。
(4)分布式电源接入系统通信规约一般可采取基于DL/T634.5101和
DL/T634.5104通信协议。
7.2.6分布式电源接入的启动
(1)启动最大功率变化率不得大于规定值,防止并网点电压剧烈波动)9.1通过0.38kV电压等级并网的分布式电源的启停管理方式可与电网企业协商确定;通过10kV(6kV)~35kV电压等级并网的分布式电源启停时应执行电网调度机构的指令。
(2)分布式电源启动时需要考虑当前电网频率、电压偏差状态和本地测量的信号,当电网频率、电压偏差超出本规定的正常运行范围时,电源不应启动。
(3)同步电机类型分布式电源应配置自动同期装置,启动时分布式电源与电网的电压、频率和相位偏差应在一定范围,分布式电源启动时不应引起电网电能质量超出规定范围。
(4)分布式电源启动时应确保其输出功率的变化率不超过电网所设定的最大功率变化率。
由其引起的功率变化,(1.5秒内的最大最小值)
(5)除发生故障或接收到来自于电网调度机构的指令以外,分布式电源同时切除引起的功率变化率不应超过电网调度机构规定的限值。
(无法约束多个小容量分布式电源同时切机)
(6)除发生电气故障或接收到来自于电力系统调度中心的指令以外,分布式电源同时切除的功率应在电网允许的范围内。
7.2.7分布式电源接入的停机
(1)除故障情况外,正常停机时最大功率变化率不得大于规定值,防止并网点电压剧烈波动。
(2)通过0.38kV电压等级并网的分布式电源的启停管理方式可与电网企业协商确定;通过10kV(6kV)~35kV电压等级并网的分布式电源启停时应执行电网调度机构的指令。
(3)分布式电源启动时应确保其输出功率的变化率不超过电网所设定的最大功率变化率。
(4)除发生故障或接收到来自于电网调度机构的指令以外,分布式电源同时切除引起的功率变化率不应超过电网调度机构规定的限值。
(5)除发生电气故障或接收到来自于电力系统调度中心的指令以外,分布式电源同时切除的功率应在电网允许的范围内。
逆向功率保护
(6)系统在不可逆流的并网方式下工作,当检测到供电变压器次级处的逆流器额定输出的5%时,逆向功率保护应在0.5-2s内将光伏系统与电网断开。
7.2.8分布式电源接入的防雷与接地
(1)分布式电源系统的过电压保护和接地设计应符合DL/T 620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》和DL/T 621《交流电气装置的接地》要求。
(2)分布式电源系统和并网接口设备的防雷和接地,应符合SJ/T11127中的规定。
(3)分布式电源线路设备及站室设备防雷保护一般选用无间隙氧化锌避雷器。
无建筑物屏蔽的10kV绝缘线路在多雷地区应逐杆采取有效措施防止雷击断线,具体措施包括:安装带间隙氧化锌避雷器或防雷金具等。