国网电科院_光伏发电接入电网技术介绍_100420

1. 3《光伏电站接入电网技术规定》主要内容
1.3.3 功率控制和电压调节
基本原则：大中型光伏电站应具备一定的电源特性，能够在一定程度上 参与电网的电压和频率调节
有 功 功 率 调 节
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
1. 3《光伏电站接入电网技术规定》主要内容
1.3.3 功率控制和电压调节
基本原则：小型光伏电站当做负荷看待，应尽量不从电网吸收无功或向 电网发出无功。
小 型 光 伏 电 站
有功功率调节性能
暂不作要求
输出有功功率大于其额定功率的50％时，功率因数应不小于0.98 （超前或滞后）。 输出有功功率在其额定功率的20%-50%之间时，功率因数应不小 于0.95（超前或滞后）
1. 2 技术规定编制原则
综合考虑我国光伏发电发展的特点和趋势
我国的太阳能光伏发电与欧洲等国家以“分散开发、低电 压就地接入”的发展方式不同，呈现出“以大规模集中开 发、中高压接入”与”分散开发、低电压就地接入”并举 的发展特征。 长远来看，太阳能发电在2030年后具备成为战略能源的资 源、技术、成本和环境优势，2050年后可能成为重要的能 源供应来源。 当光伏发电在电网电源中的比例达到一定规模时，必须考 虑其对电网电压频率控制的影响，必须对光伏电站进行科 学合理的调度运行控制。
1. 1 技术规定编制的背景条件
标准的欠缺不利于光伏发电在国内的推广应用
在标准缺失的情况下，光伏逆变器生产厂商无法设计开发 满足电网需求的逆变器产品。 不利于光伏系统集成商进行规范化的光伏系统设计和设备 选型。 不利于电网部门进行并网光伏电站的规范管理，对现有继 电保护系统进行整定和改造。
1. 1 技术规定编制的背景条件
1. 1 技术规定编制的背景条件
光伏发电大规模应用对电网运行提出挑战
电能质量问题 光伏发电并网逆变器易产生谐波、三相电流不平衡，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。
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。
名 称
光伏（PV）系统-电网接口特性
国 IEEE 1373-1999 外 IEEE 929-2000
IEEE 1547-2003 UL 1741-2001 VDE 0126.1.1-2006
IEC 62116-2008
国 GB-Z 19964-2005 内 GB-T 20046-2006
GB-T 19939-2005
按照电压等级对光伏电站进行分类
小型光伏电站 － 接入电压等级为0.4kV低压电网的光伏电站 中型光伏电站 － 接入电压等级为10~35kV电网的光伏电站 大型光伏电站 － 接入电压等级为66kV及以上电网的光伏电站
小型光伏电站安装容量一般不大于200kWp
定义了可逆和不可逆接入方式
根据是否允许通过公共连接点向公用电网送电，可分为可逆和不 可逆的接入方式
最大分闸时间 0.1秒 2.0秒 连续运行 2.0秒 0.05秒
参照GB/T 19939-2005 《光伏系统并网技术要求》
1. 3《光伏电站接入电网技术规定》主要内容
1.3.4 电网异常时的响应特性
基本原则：小型光伏电站当做负荷看待，在电网频率和电压发生异常时 应尽快切除
小型光伏电站在电网频率异常的响应要求： 对于小型光伏电站，当并网点频率超过49.5~50.2赫兹的范围时，应在 0.2秒内停止向电网线路送电。如果在指定的时间内频率恢复到正常的电网 持续运行状态，则无需停止送电。
1. 3《光伏电站接入电网技术规定》主要内容
1.3.4 电网异常时的响应特性
基本原则：小型光伏电站当做负荷看待，在电网频率和电压发生异常时 应尽快切除
小型光伏电站在电网电压异常的响应要求
并网点电压 U< 0.5 UN 50％×UN ≤ U <85%×UN 85％×UN ≤ U ≤110%×UN 110%× UN < U <135%×UN 135%×UN ≤ U
1. 2 技术规定编制原则
有利于规范电网进行科学的接入电网设计和运行控制
通过技术规定可以规范化光伏电站所需具备的有功、无功 控制性能，有利于电网进行安全稳定校核计算。 通过技术规定可以规范光伏电站的故障保护特性，有利于 电网进行合理的继电保护配置。 通过技术规定可以让电网掌握光伏电站的运行状态和运行 规律，制定节约化的调度运行策略。
1. 1 技术规定编制的背景条件
光伏发电大规模应用对电网运行提出挑战
运行控制问题 光伏电源出力随机且变化幅度大，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。
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）：
1. 3《光伏电站接入电网技术规定》主要内容
1.3.2 电能质量要求
在线监测要求– 需加装在线监测装置
大中型光伏电站 小型光伏电站 数据能够远传 具备一年及以上的存储能力
具体要求 – 参照现有相关国家和国际标准
谐波 电压偏差 电压波动和闪变 电压不平衡度 直流分量 GB/T 14549-1993《电能质量 公用电网谐波》 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 15543-2008《电能质量 三相电压不平衡》 IEEE-1547
受能源局委托、国家电网公司组织编制了《光伏电站接入 电网技术规定》
5月16日，国家电网公司组织内部专家在南京召开了对技术规定的第 一次讨论会 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 6月27日，国家电网公司组织相关行业专家在北京召开了第三次讨论 会 7月21日，《光伏电站接入电网技术规定（试行） 》上报国家能源局 7月30日，国家电网公司促进新能源发展工作会议上发布 11月9日，纳入《金太阳示范工程基本要求（2009年）》
1. 3《光伏电站接入电网技术规定》主要内容
1.3.3 功率控制和电压调节
基本原则：大中型光伏电站应具备一定的电源特性，能够在一定程度上 参与电网的电压和频率调节
无 功 电 压 调 节
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 重点研究其无功补偿类型、容量以及控制策略。 大中型光伏电站的功率因数应能够在0.98（超前）～0.98（滞后） 范围内连续可调 在其无功输出范围内，大中型光伏电站应具备根据并网点电压水 平自动调节无功输出的能力，其调节方式和参数应可由电网调度 机构远程设定
250kW屋顶工程实测最大功率变化率 为每分钟20％ 60kW屋顶工程实测最大功率变化率 为每分钟25％
1. 1 技术规定编制的背景条件
光伏发电大规模应用对源自文库网运行提出挑战
电网安全问题 大量分布式光伏电源接入配电网后，原来辐射状配电网络变 为多电源结构，需加装或更换保护及自动化装置；光伏电源 引起的自给非正常孤岛问题，需加装有效的反孤岛保护。
1. 2 技术规定编制原则
结合电网和光伏发电技术现状，考虑一定的前瞻性
目前，我国并网光伏电站的建设尚处于试验示范阶段，尚 无统一的设计规范和接入标准。光伏系统集成商尚未考虑 与电网的交互影响。 对于接入低压民用配电网的光伏系统，很多地区电网暂不 具备与其进行实时通信的能力。 针对国际上已经开始关注的光伏并网新问题，在标准中考 虑了一些前瞻性的技术要求（如光伏电站的低电压耐受能 力等等）。
推荐UL1设定为0.2倍额定电 压， T1 设定为 1 秒、 T2 设定为 3 秒（参数选择主要考虑与电网继 电保护配合） 大中型光伏电站的低电压耐受能力要求
1. 3《光伏电站接入电网技术规定》主要内容
1.3.4 电网异常时的响应特性
基本原则：大中型光伏电站应当做电源看待，应具备一定的耐受电网频 率和电压异常的能力，能够为保持电网稳定性提供支撑。
1. 2 技术规定编制原则
有利于引导光伏制造和集成商进行产品和系统设计
技术规定的编制和应用，应有利于光伏逆变器厂商规范其 逆变器性能指标，生产出满足电网要求的产品 技术规定的编制和应用，应有利于对光伏电站的系统集成 商进行合理的光伏电站设计（包括容量、接入电压等级、 保护配置、监控通信等）和关键设备选型 通过技术规定的编制和应用，可规范光伏电站综合控制系 统所需具备的功能和性能指标，有利于引导光伏系统集成 商开发具备有功和无功控制、能够与电网调度部门通信的 先进的综合控制系统
大中型光伏电站在电网异常频率下的允许运行时间
频率范围 低于48Hz 48Hz-49.5Hz 49.5Hz-50.2Hz 50.2Hz-50.5Hz 高于50.5Hz
运行要求 根据光伏电站逆变器允许运行的最低频率或电网要求而定 每次低于49.5Hz时要求至少能运行10分钟 连续运行 每次频率高于50.2Hz时，光伏电站应具备能够连续运行2分钟 的能力，实际运行时间由电网调度机构决定；此时不允许处于 停止状态的光伏电站并网。 在0.2秒内停止向电网线路送电，且不允许停运状态的光伏电站 并网。
1. 3《光伏电站接入电网技术规定》主要内容
1.3.4 电网异常时的响应特性
基本原则：大中型光伏电站应当做电源看待，应具备一定的耐受电网频 率和电压异常的能力，能够为保持电网稳定性提供支撑。
当并网点电压在右图中 电压轮廓线及以上的区域内 时，光伏电站必须保证不间 断并网运行 并网点电压在右图电压 轮廓线以下时，允许光伏电 站停止向电网线路送电。
1. 3《光伏电站接入电网技术规定》主要内容
整体内容介绍
一般原则 电能质量要求 功率控制与电压调节
光伏电站接入 电网技术规定
电网异常时的响应特性 安全与保护 通用技术条件 电能计量要求 通信与信号 系统测试要求
并 网 性 能 其 它 要 求
1. 3《光伏电站接入电网技术规定》主要内容
1.3.1 一般原则
1. 2 技术规定编制原则
充分借鉴已有的国际国内标准
技术规定的编制应充分利用现有的国际国内标准，与现行标 准不冲突、不抵触。
标准号
IEC 61727-2004 IEC 61173-1992 光伏发电系统过压保护导则 并网光伏逆变器防孤岛测试标准 并网光伏系统测试方法和规程推荐标准 光伏系统电网接口推荐标准 分布式电源并网接口标准 应用于电力系统的逆变器、控制器标准 低压配电网用逆变器规范 光伏发电站接入电力系统技术规定 光伏系统并网技术要求 光伏（PV）系统电网接口特性
光伏发电接入电网技术介绍
国网电力科学研究院 2010.04.20
汇 报 内 容 光伏电站接入电网技术规定（试行） 金太阳示范工程远程数据中心 光伏并网自动化技术
1. 1 技术规定编制的背景条件
国内太阳能发电发展形势逼人
近10年全球太阳能光伏产业年均增长41.3%，近5年为 49.5%。中国已经为世界上最大的光伏电池组件生产国， 2008年产量达到了2540.7MW，2009年产量约4000MW ，约占世界产量的40%。 3 月26日颁布光电建筑应用财政补助政策、7月26日颁布 “金太阳示范工程” 政策，敦煌10MW光伏项目成功招 标，将大力推动建筑光电和大规模光伏电站的建设。 初步预计，到2015年中国光伏发电的装机总量将达到500 万千瓦，2020年到2000万千瓦。
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。
S1
S2
1. 1 技术规定编制的背景条件
现有技术标准不能满足光伏电站大规模并网的需要
现有并网标准缺少电网的规划、安全运行和可靠性等重要内容； 尚未建立光伏并网的检测标准和管理体系； GB/Z 19964-2005《光伏发电站接入电力系统技术规定》已超使用期 限； 现有标准 GB/T 19939-2005《光伏系统并网技术要求》 GB/T 20046-2006《光伏(光伏发电)系统电网接口特性》 仅针对小型光伏电站电能质量和基本安全性提出了要求。