淺談光伏發電接入配電網調度運行管理

■ 國網河南衛輝市供電公司 谷志偉 倪素奎

隨著能源的日益緊張和霧霾等空氣污染問題的發展，開發新能源實現清潔供能勢在必行，光伏發電具有污染物零排放、能源資源豐富、市場前景廣闊等特點。《國家能源局綜合司關于做好2023年風電、光伏發電開發建設有關事項的通知》（國能綜通新能〔2023〕14號）中要求各地要統籌好光伏發電項目前期工作和并網消納，嚴格把握并網接入標準，合理安排交直流電力送出通道和資源。

光伏發電作為新興能源越來越受到人們的關注。它是利用半導體界面的光生伏特效應將光能直接轉變為電能的技術，其結構組成包括太陽電池板（組件）、控制器和逆變器。太陽能電池作為關鍵組成部分在經過串聯并做好封裝保護后組成大面積太陽電池組件，再配置功率控制器等組件最終構成光伏發電裝置。

光伏發電接入電力系統有利于提高配電網的可靠性，但也對并網和調度運行管理等方面提出了新的挑戰。

光伏發電接入電網的方式

光伏發電的電力接入電網常見的有3種方式， 直流接入方式、交流接入方式、微電網接入方式。這3種方式各有所長，適用場景也不同，應根據實際情況進行選擇，具體詳見表1。

表1 光伏發電接入電網的常見方式

分布式光伏發電系統的分類

分布式光伏發電系統一般是指運用光伏組件將太陽能直接轉換為電能的分布式發電系統。它倡導就近發電、并網、轉換和就地使用。分布式光伏發電系統可以分為獨立光伏發電系統和并網光伏發電系統。獨立光伏發電系統也叫離網光伏發電系統，是指太陽能發電系統不與公共電網連接的發電系統。并網光伏發電就是太陽能組件產生的直流電經過并網逆變器轉換成符合電網要求的交流電之后直接接入公用電網。通常有安裝在居民建筑物上或者較大型的系統上。

光伏發電并網調度管理

光伏發電項目方應接受調控機構對光伏發電電源接入系統方案的審查，例如:檢查一次接線方式、繼電保護及安全自動裝置和短路電流等內容。無論光伏發電電源的投資主體或產權歸誰，只要其要求并入配電網的運行，都必須與供電公司簽訂并網調度協議，并且滿足并網運行條件后才能并網。光伏發電電源項目方還應該在并網前向有權管轄供電公司調控部門提供書面資料和電子文檔，提出設備的命名編號或建議。調控部門在光伏發電電源正式并網的前10個工作日確認調度名稱。光伏發電電源項目方的關口計量裝置的安裝、合同與協議都簽訂后，還要接受調控機構的并網驗收工作，調控機構會配合光伏發電電源項目方進行并網調試，雙方確認項目滿足技術要求后，才能轉入并網發電運行。

運行要求

以縣級供電企業為例，日常工作涉及的光伏發電項目電壓等級大多是10～35千伏的光伏電源，并網前要簽訂調度并網協議，服從當地地市供電公司電網調控部門的統一調度，遵守調度紀律，嚴格執行電網調控部門制定的相關規程和規定。

10～35千伏接入的光伏電源項目運行方應具有相關調度資格的運行值班人員，按照要求執行調控部門值班調度員的調度指令。電網調控部門調度管轄范圍內的設備，光伏發電電源項目方應嚴格按照調度相關操作制度，按照調度指令、電力系統調度規程和相關現場運行規程等嚴格進行操作。

正常方式下運行

光伏發電電源的有功功率控制、無功功率與電壓調節應滿足《光伏發電接入配電網技術規定》（GB/T 29319）的要求。通過10（6）～35千伏電壓等級接入的光伏電源，應納入地區電網無功電壓平衡。地市供電公司調控部門應根據分布式電源類型和實際電網運行方式確定電壓調節方式。

特殊方式下運行

電網出現特殊運行方式，可能影響分布式電源正常運行時，主管供電公司調控部門應將有關情況及時通知分布式電源項目運行維護方和地市供電公司營銷部門；電網運行方式影響380/220伏接入的光伏發電電源運行時，相關影響結果通過地市供電公司營銷部門轉發。

電網運行方式發生變化時，主管供電公司調控部門應綜合考慮系統安全約束以及分布式電源特性和運行約束等，通過計算分析確定允許光伏發電電源上網的最大有功功率和有功功率變化率。

在電力系統事故或緊急情況下，為保障電力系統安全，電網調控部門有權限制分布式電源出力或暫時解列分布式電源。 10（6）～35千伏接入的分布式電源應按地市供電公司調控部門指令控制其有功功率；380/220伏接入的分布式電源應具備自適應控制功能，當并網點電壓、頻率越限或發生孤島運行時，應能自動脫離電網。

光伏發電電源因電網發生擾動脫網后，在電網電壓和頻率恢復到正常運行范圍之前不允許重新并網。在電網電壓和頻率恢復正常后，通過10（6）～35千伏接入的光伏發電電源恢復并網應經有權管轄供電公司調控部門的允許；380/220伏接入的光伏發電電源需要經過一定延時后才能重新并網，延時值應大于20秒，并網延時由地市供電公司調控部門在接入系統審查時給定，避免同一區域分布式電源同時并網。

10（6）～35千伏接入的光伏發電電源因故退出運行，應立即向地市供電公司調控部門匯報，經調控部門同意后方可按照調度指令并網。光伏發電電源應做好事故記錄并及時上報調控部門。

光伏發電電源的配電網電氣設備倒閘操作和運維檢修，應嚴格執行相關安全措施和技術措施要求。接入的10（6）～35千伏分布式光伏發電電源，系統側設備消缺、檢修優先采用不停電作業方式，如需停電，在相關設備停役前完成分布式電源解列操作，待檢修工作結束后，分布式光伏發電電源應按次序逐一并網。

電網輸電線路的檢修還應綜合考慮電網運行和分布式光伏發電電源發電規律及特點，盡量安排在分布式光伏發電電源發電出力小的季節和時間段進行，以減少光伏發電電源的電量損失。

綜上所述，雖然光伏發電的應用前景廣闊，但是其并網發電還是須要符合并網條件和服從電網調控機構的調度管理，只有光伏發電電源項目方和電網調度管理方雙方各自遵守調度協議的規定，嚴格執行電網運行和調度管理相關規程，才能最終確保整個電網的安全、穩定、經濟運行。