關于如何解決光伏電站并網環節問題的分析

【摘要】近年來，隨著光伏電站建設的跨越式發展，在光伏電站并網環節中，受配電網架制約，并網難度不斷加大，本文結合實際案例，提出一些實用解決方案，并對光伏產業發展提出一些設想。

【關鍵詞】光伏電站 ；接入電網；光伏扶貧

1.概述

近年來，受國內外政策、經濟形勢影響，我國啟動了大范圍光伏電站建設的高潮。從早期的金太陽工程到近期的政府電價補貼政策，極大地推動了光伏產業發展。在光伏電站開發熱情高漲的同時，電網作為吸納電力方，受配電網架制約，矛盾日益擴大。如何最大限度地保障光伏產業健康發展，做到電網、光伏開發單位的整體社會與經濟效益最大化，亟需電網及光伏開發單位雙方不斷適應新的發展思路。

2.河北南網地面光伏電站開發現狀

隨著國內光伏產業的蓬勃發展與相關扶持政策的利好，近年來河北省內企業投資建設集中式地面光伏電站的積極性很高，如中電投、三峽、英利、晶澳等單位均在河北省南網范圍內積極開展這方面業務。河北南網范圍內，截止2013年底已建成并網發電的項目有6座，已開發容量301MW；在建項目20余項，預計2014年底可新增并網容量超過500MW；待審批、核準項目亦超過500MW。光伏電站開發速度不斷加快，電網接納能力也快速飽和。

通過調研，目前河北南網范圍內光伏開發主要集中在河北省境內沿太行山各個區縣。光伏資源開發條件較好的區縣包含保定市淶源縣、曲陽縣、唐縣、阜平縣；邢臺市邢臺縣、臨城縣；石家莊井陘市、行唐縣；邯鄲市涉縣等，上述每個縣境內規劃光伏開發容量均在200MW～400MW以上，并網壓力較大。

3.河北南網地面光伏電站接入系統思路

通過以上調研，光伏電站開發區域主要集中在西部太行山沿線。與此同時，河北南網西部山區經濟發展水平較為落后，網架普遍基礎薄弱，220kV與110kV變電站布點稀少，110kV與35kV出線間隔極度緊張，地面光伏電站普遍存在無法就近接入或并網線路造價高等困難。

針對境內地面光伏電站接入系統的實際困難，河北省電力公司為了最大限度地保障光伏產業發展，根據不同項目特點并結合其實際情況，批復的接入系統方式主要為就近T接為主，條件較好的光伏電站可直接并入變電站內，但并網線路需作為遠期新增變電站布點T接資源備用。

在這種思路影響下，電網最大限度地保障了光伏電站開發的積極性。集中體現在光伏電站減少了并網線路長度及施工難度，降低了工程造價，節省走廊資源，進而節省110kV或35kV間隔。同時T接模式光伏電站出力可部分就地消納，電網降低了綜合網損，實現了互贏。

4.光伏電站并網過程中，電網設計、運行方式的改變

在現階段，電網職能主要以保障光伏電站能夠順利并網為第一要素。

1）發展以T接模式為主的并網思路，大量釋放光伏可開發區域。現在部分地區電網要求發電廠必須接入變電站內，受出線間隔、路徑限制，大量的光伏電站將不具備并網條件，這限制了區域光伏產業發展。

2）增加變電站間隔配置。現狀變電站一般按典設進行設計等前期工作，由于典設是按照末端負荷站配置，間隔數量與擴建空間受到嚴格限制。在部分光伏條件較好區域，設計新建變電站時應考慮光伏電站并網需求，在間隔及主接線型式上作出預留。

3）更改保護配置原則。現在保護配置要求電站T接線路后需配置三端光差保護，部分光伏電站滿足這一要求，但也有部分情況下，光伏電站附近具備高壓線路，但由于該線路已有T接變電站導致無法接入的情況。為了更大限度地保障光伏電站開發，應改變三端光差保護為距離保護，同時此種線路一般負荷較大，更能體現就地消納的原則。

5.區域內光伏電站可開發容量的天花板

在光伏電站建設的初期，大范圍的光伏電站在西部山區落地。隨著并網容量不斷加大，河北南網境內電網潮流也將發生改變。現在潮流為中部主網送往西部配網，在西部山區光伏電站大規模并網發電后，光照條件較好的每天中午時刻，系統潮流將由西部配網返送中部主網，進而影響東部主網潮流走向，其它時段恢復正常潮流走向，這從根本上改變了常規運行方式，增加了調度與運行方式困難。

為了避免上述大范圍潮流轉移帶給電網的沖擊，應從整體上進行區域內光伏電站可并網容量的研究。

1）以地區為單位，論述地區域范圍內可開發光伏總容量。主要應關注大范圍潮流轉移對主網架的影響。

2）以縣域為單位，論述縣域境內可開發光伏總容量。主要應關注220kV網絡輸電能力及N-1能力等指標。

3）以220kV變電站及110kV變電站為個體單位，論述每座變電站可開發光伏總容量。主要應關注變電站規劃容量配置、負荷預測、返送狀態下N-1能力等指標。

4）考慮現狀山區已有建成的規模地面電站或屋頂電站，同時待核準規模也較多，政府于近期提出了光伏扶貧工程以及廣義概念上的分布式電站，上述各個工程均應納入每個單位可開發容量限額。避免因電網因素導致光伏電站建成后出現的無法并網、棄光等事件發生。

6.光伏電站遠景發展設想

從近年光伏電站建設的跨越式發展歷程中，并網難、并網造價高等問題已凸顯。考慮到現狀光伏電站主要利用荒山地區進行開發，而此類區域一般電網較為薄弱，短期內負荷難以提升，可開發光伏電站總容量將迅速飽和。為了更好地發展光伏產業，中遠期光伏電站建設應遵循以下原則或方向。

1）在西部山區光照條件較好區域，通過建設特高壓電網，大范圍開發光伏電站，并結合風光互補因素后集中送出。

2）在山區與平原交界處，如河北南網太行山沿線，山區負荷較低，但東部緊鄰平原區域負荷較重。可以縣域為單位新建或利用已有220kV網絡，集中電力送往東部平原地區。

3）應大力展開負荷集中區域光伏電站建設，如東部平原地區。具體型式以屋頂、道路沿線、樓宇等分布式光伏，以及漁光互補、農業大棚等地面光伏電站。

4）針對山區光伏電站，現狀主要建設在緩坡等荒山區域，嚴格意義上而言，此類區域若土壤條件改善，可轉為農田或林地。更多的無法利用區域主要為高山陡坡，此類區域在沿太行山一線分布范圍更廣，是目前光伏開發領域的盲區。未來光伏技術應更多地考慮如何利用高山陡坡開發光伏電站，若此類區域可大規模利用，特高壓或高壓電網外送光伏電力才具備更好的匯集條件，減少匯集線路損耗，并節約用地，發揮更好的經濟社會效益。

5）針對平原區域光伏電站，現狀主要以工業園區屋頂分布式電站為主，該類電站已暴露出產權不清晰、負荷不穩定等缺點。未來光伏產業應發展與農業、漁業或其它產業相結合的高效利用技術，結合東部區域密集電網可開發利用更多的太陽能資源。

6）現狀光伏電站并網模式均為匯集升壓站-并網線路-并網點，從資源利用角度看，此種模式并未充分體現出節約資源、路徑的目的。未來可探討將光伏電站內的匯集升壓站就地轉化為電力系統變電站或開關站，在匯集光伏集電線路的同時也可以向當地區域供電，即提高了電網建設速度，又充分體現了光伏就地消納的原則。此種模式在山區10kV線路供電半徑過長、電壓質量不達標區域或東部平原供電緊張區域均可利用。

參考文獻

[1]國家電網公司關于印發分布式光伏發電接入系統典型設計的通知（國家電網發展〔2012〕1777號）

[2]光伏電站接入電網技術規定 Q/GDW 617-2011

[3]分布式電源接入配電網設計規范（征求意見稿）

[4]河北電網對光伏電站接入的相關技術規定