近日,能源局發(fā)布定義分布式光伏6MW及以上的光伏電站必須自發(fā)自用,自行消納。多省能源局規(guī)定大于6MW的電站必須按集中式管理,另外大于6MW(包含)要省級審批,小于則由市級審批,10kV線路單回接入容量也是6MW,很多電廠發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量也是以6MW為界點(diǎn)。這是為什么呢?
我國提出分布式光伏電站將其限定為10kV及以下電壓等級接入要追溯到2012年10月左右,單個項目容量不超過6MW的發(fā)電系統(tǒng),然后到了2013年國家能源局正式發(fā)布“光伏電站項目管理暫行辦法(國能新能[2013]329號)"文件里面對分布式光伏進(jìn)行了明確的定義和標(biāo)準(zhǔn)分類:“第二十條 光伏電站項目接網(wǎng)意見由省級電網(wǎng)企業(yè)出具,分散接入低壓電網(wǎng)且規(guī)模小于6兆瓦的光伏電站項目的接網(wǎng)意見由地市級或縣級電網(wǎng)企業(yè)出具。"
到2019年,國家能源局又發(fā)布國能發(fā)新能〔2019〕49號《國家能源局關(guān)于2019年風(fēng)電、光伏發(fā)電項目建設(shè)有關(guān)事項的通知》規(guī)定,普通光伏電站為裝機(jī)容量6兆瓦及以上的光伏電站;工商業(yè)分布式光伏發(fā)電項目為就地開發(fā)、就近利用且單點(diǎn)并網(wǎng)裝機(jī)容量小于6兆瓦的戶用光伏以外的各類分布式光伏發(fā)電項目。
再到2024年10月9日能源局發(fā)布的《分布式光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)管理辦(征求意見稿)》對分布式光伏項目做了更細(xì)致的分類,共分四類,且不同類型項目,并網(wǎng)模式不同,具體如下圖所示:
圖1 分布式光伏管理辦法
在國家電網(wǎng)公司的典型設(shè)計中,10kV線路接入的光伏電站容量范圍通常在400kW到6MW之間,且單回線路的接入容量不應(yīng)超過6MW。這一設(shè)計基于以下幾個技術(shù)考慮:
負(fù)荷側(cè)考慮:10kV配電網(wǎng)屬于負(fù)荷側(cè),主要用于為工商業(yè)用戶和大型公共設(shè)施供電。而分布式光伏發(fā)電站也是基于負(fù)荷側(cè)接入(集中式的是屬于發(fā)電側(cè))根據(jù)國家電網(wǎng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),10kV線路在接入分布式光伏電站時,其電源點(diǎn)不應(yīng)超過6MW。超過此容量,電網(wǎng)需要承受更大的負(fù)荷,可能影響局部電網(wǎng)的供電穩(wěn)定性。
進(jìn)線電纜規(guī)格和開關(guān)承載能力:在我們?nèi)粘8鞔蠼ㄖ飪?nèi)最多的就是10kV配電網(wǎng)中,而10kV配網(wǎng)我們以前在配網(wǎng)設(shè)計過程進(jìn)線電纜和總開關(guān)的承載能力也是限制光伏電站容量的重要因素。通常,6MW的光伏電站需要配置高規(guī)格的電纜和開關(guān)裝置,以滿足電流的需求。而超過6MW時,電纜和開關(guān)的負(fù)荷將大幅增加,配電設(shè)備需要進(jìn)行全面升級,這將導(dǎo)致成本的上升。所以這個主要是受限于電網(wǎng)配網(wǎng)。
輸電線路距離和承載能力:分布式光伏電站與電網(wǎng)的連接,必須考慮輸電線路的長度和承載能力。根據(jù)技術(shù)規(guī)范,6MW及以下的光伏電站可以通過較短的輸電線路接入10kV配電網(wǎng),且不會對輸電系統(tǒng)造成過大的壓力。超過6MW時,線路損耗和電壓波動的問題變得顯著,影響電能質(zhì)量和供電可靠性。
分布式光伏的接入對電網(wǎng)的穩(wěn)定性提出了較高要求,尤其是在大規(guī)模接入的情況下。根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗,6MW是一個相對合理的容量界限,原因如下:
功率波動管理:光伏發(fā)電受氣象條件影響較大,尤其是在陰雨天氣或云層變化時,光伏電站的功率輸出波動顯著。對于10kV配電網(wǎng)而言,6MW以下的光伏電站功率波動相對較小,易于電網(wǎng)進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)。而超過6MW時,功率波動對局部電網(wǎng)的影響加大,電網(wǎng)調(diào)度的復(fù)雜性增加。
電壓波動和諧波影響:較大規(guī)模的分布式光伏接入可能導(dǎo)致電壓波動和諧波干擾。6MW及以下的光伏電站能夠通過現(xiàn)有的電壓調(diào)節(jié)和濾波設(shè)備進(jìn)行有效控制,而超過6MW時,電壓調(diào)節(jié)設(shè)備和無功補(bǔ)償裝置(SVG等)需要進(jìn)一步加強(qiáng),增加了電網(wǎng)運(yùn)行的復(fù)雜性和成本。
電網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計:在6MW以下的光伏電站中,現(xiàn)有的電網(wǎng)保護(hù)設(shè)備能夠有效應(yīng)對光伏電站的故障情況。而在6MW以上的系統(tǒng)中,光伏電站的容量較大,電網(wǎng)故障時可能引發(fā)較為嚴(yán)重的電力中斷。因此,需要對保護(hù)設(shè)備進(jìn)行重新設(shè)計,確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。
項目投資和回報:6MW以下的光伏項目規(guī)模適中,設(shè)備投資和施工成本較為合理,同時能夠較快實現(xiàn)投資回報。超出6MW的項目,不僅面臨設(shè)備升級、施工復(fù)雜度提升等問題,審批和接入成本也隨之增加,影響項目的整體經(jīng)濟(jì)效益。
政策支持與補(bǔ)貼:國家和地方政府對分布式光伏項目的補(bǔ)貼政策多集中于中小規(guī)模項目,6MW以下的項目更容易獲得財政支持和稅收優(yōu)惠。而大于6MW的項目則被歸類為集中式光伏管理,可能無法享受分布式光伏的相關(guān)政策優(yōu)惠。
工商業(yè)用戶需求:根據(jù)工商業(yè)企業(yè)用電需求,6MW的光伏系統(tǒng)通??梢詽M足中大型企業(yè)的用電需求,幫助其實現(xiàn)自發(fā)自用、降低用電成本。而超過6MW的系統(tǒng),一方面會增加光伏系統(tǒng)的初始投資,另一方面也可能超出企業(yè)的實際用電需求,導(dǎo)致電力浪費(fèi)。同時,大多數(shù)工商業(yè)用戶的廠區(qū)面積和屋頂資源也有限,6MW以下的光伏系統(tǒng)通??梢院侠砝闷髽I(yè)現(xiàn)有的屋頂或空閑土地資源,實現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)效益。超過6MW的光伏系統(tǒng)則需要額外的土地資源,增加了項目的建設(shè)難度和成本。
安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng),可兼容國產(chǎn)麒麟操作系統(tǒng),采集現(xiàn)場逆變器、匯流箱、箱變保護(hù)測控裝置、防孤島、防逆流控制裝置、計量儀表、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、直流屏等設(shè)備數(shù)據(jù),本地實時顯示和報警,提供遠(yuǎn)程遙控操作和調(diào)節(jié),并具備光功率預(yù)測、無功補(bǔ)償控制等功能,此外,系統(tǒng)配置網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測、橫向隔離、縱向加密認(rèn)證裝置以滿足電網(wǎng)數(shù)據(jù)安全要求,數(shù)據(jù)上傳調(diào)度系統(tǒng)以滿足并網(wǎng)要求,為用戶提供分布式光伏監(jiān)控和并網(wǎng)方案,保障光伏電站運(yùn)行穩(wěn)定可靠性。
圖2 分布式光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)保護(hù)測控及并網(wǎng)方案
光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)需要使用相關(guān)保護(hù)、測控、穩(wěn)控、分析及數(shù)據(jù)安全和通訊設(shè)備,典型的分布式光伏電站并網(wǎng)系統(tǒng)需要用到的二次設(shè)備如下表所示。
監(jiān)測并網(wǎng)點(diǎn)電壓、頻率、功率、電能質(zhì)量、功率因數(shù)、并網(wǎng)電量等電參數(shù)以及并網(wǎng)斷路器運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù),并提供遠(yuǎn)程分合閘控制。
圖3 光伏并網(wǎng)監(jiān)測
在電能質(zhì)量監(jiān)控圖中,可以直接查看電能質(zhì)量裝置的運(yùn)行狀態(tài)、電流電壓總有效值、電壓波動、電壓總畸變、正反向有功電能、有功、無功功率等電能質(zhì)量信息??梢愿鶕?jù)這些信息監(jiān)測現(xiàn)場電能的質(zhì)量,及時的做出應(yīng)對方案。
圖4 電能質(zhì)量監(jiān)視界面圖
實時監(jiān)測逆變器功率曲線和太陽輻照度曲線并對比分析,及時預(yù)警異常發(fā)電工況并提供數(shù)據(jù)分析功能。
圖5 光伏發(fā)電功率曲線分析
系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài),能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。
圖6 站內(nèi)設(shè)備系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
在此界面可以查看高壓保護(hù)柜的電量參數(shù),監(jiān)視斷路器和手車的狀態(tài),在遠(yuǎn)方狀態(tài)時可以遙控斷路器的分合,監(jiān)視高壓柜保護(hù)裝置的參數(shù),能夠及時的發(fā)現(xiàn)異常,及時做出相應(yīng)的處理。
圖7 主接線界面圖