“光伏發電依靠太陽能,綠色無污染,還能每年都有收益入賬,好處太多了。” 濟南市商河縣懷仁鎮古城村村民王在利在談到新建成 “特色光伏小鎮”時興奮地說。
隨著國家“碳達峰、碳中和”戰略的推進、落實與新型電力系統的構建,可再生能源和分布式電源必將迎來快速發展。山東作為分布式新能源大省,機遇與挑戰并存,亟需解決高比例分布式新能源的接入問題。
以光伏發電為例,截至目前,山東電網光伏并網容量2439.3萬千瓦,位居全國省級電網第一。分布式光伏發電項目(10千伏及以下)53.2萬個,容量1575.8萬千瓦,其中,低壓分布式光伏(220/380V)容量1231.8萬千瓦,占78.16%。
隨著低壓分布式光伏的迅猛發展,配電網過電壓、重過載等問題日益突出,不僅影響了非光伏用戶的供電質量,也限制了低壓分布式光伏的健康、有序發展,給電網運行和檢修作業產生巨大影響。為此,亟需深入研究低壓分布式光伏監控及安全接入技術,切實提升電網分布式光伏消納能力、平衡調節和安全承載能力。
國網山東電力組織國網山東電科院等單位開展專項技術攻關,分別從含高滲透率分布式光伏臺區電壓變化機理仿真分析、考慮低壓分布式光伏運行特性的電網監測與保護策略、常規配電變壓器作升壓變時的運行特性分析與試驗測試、配變反送功率對10千伏線路的影響分析、低壓分布式光伏監控與保護、配電臺區接入方式改造、集中式與分布式儲能技術應用、臺區終端與并網逆變器交互、低壓柔直互聯技術應用等方面開展專題研究。
在專題研究的基礎上,攻關團隊從設備研發、系統應用等方面開展了試點應用工作。
一是研發了一二次融合型光伏并網斷路器,具備過電流長延時保護、過電流短延時保護、額定瞬時短路保護、剩余電流保護、端子及觸頭過溫度保護5種常規保護以及過/欠電壓保護、被動式防孤島保護、并網發電電能質量保護、發電電流三相不平衡保護、分布式光伏發電帶電并網保護5種特殊保護功能,并在31個臺區開展應用,實現了用戶低壓分布式光伏的全面感知與安全可控。
二是考慮不同配電臺區負荷空間與時間不匹配特性,在濟南八澗堡生產基地建設了配電臺區低壓柔直互聯系統示范工程,具備削峰填谷、容量互濟、停電互助、有序充電、核心保電五種工作模式,解決高滲透率分布式光伏接入帶來的電能質量、相鄰臺區不均載、電動汽車有序充電等問題,實現配電臺區正常運行時的動態增容和故障下的轉供電、分布式光伏最大化利用、重要負荷不間斷供電等,不斷適應規模化多模式源、儲、荷便捷接入,實現配電網柔性高效互動、經濟及可靠運行。
三是在濟南商河選取5個臺區,開展了優化改造低壓分布式光伏接入方式、專用公變接入、集中式與分布式儲能應用等場景的試點應用,解決了配電臺區過電壓、反向重過載等問題。
四是根據國家電網公司“云管邊端”架構,開發了配電臺區低壓分布式光伏管控APP,實現對臺區終端對低壓分布式光伏的統一管控。在供服系統開發了低壓分布式光伏管控模塊,實現了對31個臺區低壓分布式光伏的可觀、可測與動態管控。
五是編制并下發《關于低壓分布式光伏安全接入的指導意見》,指導山東省內低壓分布式光伏安全接入,促進低壓分布式光伏健康、有序發展。
隨著分布式新能源、綜合能源系統的深入發展,配電網的功能、形態將不斷升級,配電網發展的高級形態將是以交直流混合配電網為骨干的區域能源互聯網,成為區域能源資源配置平臺,配電網綜合承載能力也將顯著提升,以滿足分布式新能源足額消納和多元化負荷靈活接入需求。
為支撐高比例分布式新能源的高效消納和大規模多元負荷的靈活接入,國網山東電力將從服務以新能源為主體的新型配電系統建設為出發點,結合山東資源稟賦條件,探索以交直流混合配電網為骨干的區域能源互聯網發展模式,從系統規劃設計、核心裝備國產化、中低壓交直流靈活組網與互聯互通、源網荷儲一體化控制等方面進行突破,為能源電力行業實現“雙碳”目標貢獻“山東方案”。(徐寧 房牧 葛暢)
責任編輯: 李穎