分布式光伏電站逆功率調(diào)控方案

一、概述

隨著我國光伏發(fā)電比例逐年提升，尤其是分布式光伏發(fā)電項目的驟升對電網(wǎng)安全運行產(chǎn)生了非常巨大威脅。

根據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，2023年前三季度光伏新增裝機(jī)中，分布式光伏裝機(jī)占比超過52%，已經(jīng)成為我國光伏裝機(jī)的主力軍。但分布式光伏項目由于規(guī)模相對小且較為分散，普遍存在管理不規(guī)范的問題，將會嚴(yán)重威脅到電網(wǎng)的安全運行，進(jìn)而影響到國家能源安全，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失并影響社會秩序。

  多地暫緩、暫停分布式并網(wǎng)

為應(yīng)對上述變化，減緩消納壓力，減少電網(wǎng)安全運行隱患，在過去的時間里包括安徽、廣東、河南、湖南等超過20個省、市地區(qū)陸續(xù)出臺相關(guān)政策規(guī)范針對分布式光伏市場，其中包括暫緩分布式光伏備案，或規(guī)定不得開工、不予并網(wǎng)情形。

例如，2023年11月，遼寧省發(fā)展改革委發(fā)布《關(guān)于規(guī)范發(fā)展分布式光伏的通知（征求意見稿）》，文件中提到，對于已備案未開工項目，電力公司告知暫緩建設(shè)；未備案項目，由相關(guān)審批部門告知暫緩備案，等待電網(wǎng)承載力改善后再繼續(xù)備案工作。

河南省也明確了優(yōu)先支持綠色區(qū)域分布式光伏項目，黃色、紅色區(qū)域分布式光伏待落實消納條件后，再行開發(fā)建設(shè)。

湖南省明確暫停未納入“十四五”建設(shè)方案的“全額上網(wǎng)”小型地面分布式光伏電站項目的備案，湖北發(fā)布在低壓配網(wǎng)接網(wǎng)預(yù)警等級為紅色的縣，暫停分布式光伏項目備案，江西也下發(fā)了要求紅色預(yù)警地區(qū)原則上暫停所有分布式電源并網(wǎng)，包括戶用光伏，另外，遼寧營口決定暫緩全市新增全分布式光伏項目備案工作，開放時間另行通知。

多地暫緩、暫停分布式光伏并網(wǎng)備案的原因，主要是與容量告急相關(guān)。

此前因分布式“整縣推進(jìn)”政策，分布式光伏開發(fā)飆升，開發(fā)容量逐步消耗，據(jù)業(yè)內(nèi)媒體統(tǒng)計，近日來，包括山東、黑龍江、河南、浙江、廣東、福建、河北等地陸續(xù)發(fā)布分布式光伏接網(wǎng)承載力情況評估情況，在已發(fā)布的分布式光伏可開放容量地區(qū)中，據(jù)統(tǒng)計，5省118個縣市可開放容量為0。

  已并網(wǎng)項目禁止反送電網(wǎng)消納

除了暫緩分布式備案之外，還有一些地區(qū)針對已并網(wǎng)項目進(jìn)行限制，甚至有禁止市場化并網(wǎng)項目所發(fā)電量反送電網(wǎng)消納。

例如在2023年11月23日，內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局發(fā)布工業(yè)園區(qū)綠色供電項目清單通知中就指出，不達(dá)標(biāo)的并網(wǎng)項目禁止反送電網(wǎng)消納。

根據(jù)通知，項目運行過程中，若出現(xiàn)負(fù)荷中斷或減少，影響項目運行的，要及時引進(jìn)新增負(fù)荷，確保項目建成后按照申報方案運行。若項目投產(chǎn)后，運行能力達(dá)不到申報方案提出的生產(chǎn)曲線水平，并由此導(dǎo)致棄風(fēng)、棄光問題，造成的投資損失由相關(guān)企業(yè)及所在盟市自行承擔(dān)，禁止市場化并網(wǎng)項目所發(fā)電量反送電網(wǎng)消納。

在隨后的12月29日，內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局還發(fā)布了關(guān)于工業(yè)園區(qū)綠色供電項目清單的通知，其中提到，對于對于未按申報方案及核準(zhǔn)（備案）要求建設(shè)，儲能配置、自主調(diào)峰水平等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)不滿足實施細(xì)則要求，以及新增負(fù)荷未全部投運的項目，不允其并網(wǎng)發(fā)電。

  呼吁加強(qiáng)電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)

近期，山東省太陽能行業(yè)協(xié)會常務(wù)副會長張曉斌提到，對于當(dāng)前的分布式市場，讓利給電網(wǎng)的靈活調(diào)節(jié)已經(jīng)到了關(guān)鍵時候。但是，如何將利潤轉(zhuǎn)移到支持分布式電網(wǎng)建設(shè)上，以及實現(xiàn)讓利后是換成儲能的調(diào)節(jié)，還是容量補(bǔ)償?shù)姆绞剑瑯I(yè)內(nèi)仍然在探索可行的方向。

隨著越來越多的分布式光伏并入電網(wǎng)，電網(wǎng)容量已經(jīng)接近飽和，對自發(fā)自用，余電上網(wǎng)的光伏電站，往往拿不到電網(wǎng)接入批準(zhǔn)。因此，采用一種自發(fā)自用，余電不上網(wǎng)的技術(shù)方案可以有效解決這個問題。

對于已并網(wǎng)項目禁止反送電網(wǎng)消納的項目，一旦電網(wǎng)發(fā)現(xiàn)有反送電情況，將對電站處以較大金額的罰款，將會給電站運營方帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。針對此類項目，采用逆功率保護(hù)裝置來防止分布式光伏電站向電網(wǎng)反送電，當(dāng)保護(hù)裝置檢測到逆功率運行時，立即切除光伏電站，杜絕了反送電網(wǎng)消納的情況。確保電站運營方的利益。為了達(dá)到逆功率保護(hù)動作，我們公司提出了一種完整的逆功率調(diào)控技術(shù)方案，實時調(diào)整逆變器的功率和運行方式，達(dá)到100%自消納，確保不對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊影響。

我們提供了一整套解決方案，包括在并網(wǎng)柜處安裝逆功率保護(hù)裝置，同時安裝一臺具備邊緣計算能力的調(diào)控裝置，通過接入逆變器的雙向功率電表，實時判別光伏發(fā)電功率，當(dāng)光伏發(fā)電功率大于負(fù)載時，通過發(fā)出調(diào)功指令，及時調(diào)整逆變器處于低于負(fù)荷功率的運行水平，從而保障光伏電站正常運行。

二、逆功率調(diào)控運行方式

逆功率調(diào)控的運行方式如下圖，在光伏電站安裝：

逆功率保護(hù)裝置，用于逆功率時保護(hù)動作，跳開斷路器；

QT340雙向功率（防逆流）電表，用于實時監(jiān)測負(fù)荷功率情況；

QT241G調(diào)控裝置，用于計算實時功率，下發(fā)調(diào)功指令到光伏逆變器。

光伏電站逆功率調(diào)控主要組成部分為：QT241G功率調(diào)控裝置、QT340功率表、逆功率保護(hù)裝置。

三、逆功率調(diào)控原理

光伏電站逆功率?是指當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量大于負(fù)載消耗的電量時，多余的電量會通過配電變壓器向上級電網(wǎng)逆向送電的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象被稱為逆流或逆功率，它可能會導(dǎo)致電網(wǎng)的不穩(wěn)定運行，對設(shè)備和系統(tǒng)造成損害，甚至影響電力系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和可靠性。為了解決這一問題，光伏電站中安裝了防逆流保護(hù)裝置，也稱為逆功率保護(hù)裝置。

防逆流保護(hù)裝置的主要作用是防止電力系統(tǒng)中出現(xiàn)逆流現(xiàn)象，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。它通過實時監(jiān)測電流方向和大小，一旦檢測到逆流，將自動觸發(fā)保護(hù)動作，防止電流從負(fù)載側(cè)流向電源側(cè)，從而保護(hù)設(shè)備和系統(tǒng)的安全。這種裝置適用于低壓光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，不允許電站的電向電網(wǎng)送電，以避免對電網(wǎng)造成不良影響。

光伏逆變器具有多種方法調(diào)節(jié)和控制輸出功率，以確保光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。?其中最核心的是?頻率和相位控制，逆變器通過調(diào)整輸出電流的頻率和相位，使其與電網(wǎng)的頻率和相位同步，確保電力能夠順利并入電網(wǎng)。

防逆流調(diào)控原理：?QT241G調(diào)控裝置就是利用光伏逆變器的這個調(diào)節(jié)能力，通過對負(fù)荷側(cè)的功率檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)光伏功率大于負(fù)荷功率時，通過對逆變器的頻率和相位控制，使之光伏的發(fā)電功率在自發(fā)自用的范圍內(nèi)，而不至于上送到電網(wǎng)，從而觸發(fā)逆功率保護(hù)動作。

四、總結(jié)

目前市面上比較主流的兩類防逆流保護(hù)裝置，一種類型是剛性防逆流，當(dāng)防逆流電表檢測到分布式光伏電站出現(xiàn)逆流情況，直接切斷整個光伏。這種剛性防逆流裝置的優(yōu)點是反應(yīng)非常快，無響應(yīng)時延；缺點是直接斷開光伏會影響電站的經(jīng)濟(jì)運行。另一種更受大家推崇的防逆流類型是柔性防逆流，比如某電氣公司推出的柔性防逆流裝置，實際上就是通過智能控制器，實時比較分析發(fā)電側(cè)與負(fù)荷側(cè)的功率情況，通過實時調(diào)節(jié)PCS 的輸出功率來達(dá)到兩側(cè)功率匹配的目的，從而避免逆流的情況，這種方式更具備經(jīng)濟(jì)效益，但是控制PCS 功率的技術(shù)方案繁多，目前市面技術(shù)也都良莠不齊，響應(yīng)時延的問題依然存在。

不同于以上兩類方案，我們的技術(shù)方案同時具備了剛性防逆流的反應(yīng)快以及柔性防逆流的經(jīng)濟(jì)效益，并且在湖北某企業(yè)項目以及廣東某電站項目上穩(wěn)定使用，受到業(yè)主大力認(rèn)可。未來，我們還將繼續(xù)深耕電力能源領(lǐng)域，始終貫徹技術(shù)創(chuàng)新、持續(xù)改進(jìn)。我們始終致力于為廣大客戶提供電力信息化產(chǎn)品與服務(wù)。