基于滲透率的配電網(wǎng)分布式電源接入主動管理體系研究

鄭攀東，鄭 偉

（國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江湖州313000）

基于滲透率的配電網(wǎng)分布式電源接入主動管理體系研究

鄭攀東，鄭 偉

（國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江湖州313000）

通過系列研究確定適應(yīng)地方特點分布式電源滲透率控制標(biāo)準(zhǔn)，建立布式電源接入主動管理體系的理論基礎(chǔ).通過研究區(qū)域電網(wǎng)滲透率變化帶來的影響，提出應(yīng)對措施，對內(nèi)形成供電企業(yè)相關(guān)部門聯(lián)動機(jī)制，建立主動管理體系，為分布式電源規(guī)范、高效接入提供切實保障.

滲透率；配電網(wǎng)；分布式電源；接入；主動管理

1 研究背景

分布式光伏電源的接入使得配電系統(tǒng)從放射狀無源網(wǎng)絡(luò)變?yōu)橛兄行⌒碗娫唇尤氲挠性淳W(wǎng)絡(luò)［1］，使配電系統(tǒng)的控制和管理變得更加復(fù)雜［2］，加之受光資源時間分布不均衡和氣象變化的影響，光伏電源的輸出具有隨機(jī)性、波動性、間歇性的特點，屬于不可調(diào)度的發(fā)電機(jī)組.目前光伏并網(wǎng)用戶的出現(xiàn)并無規(guī)律可循，可能短期在小范圍內(nèi)集中出現(xiàn)，致使配電網(wǎng)在高滲透率下的潮流控制、繼電保護(hù)可靠運行、規(guī)劃設(shè)計、運行控制和管理等方面帶來一系列的影響.

目前用戶進(jìn)入光伏發(fā)電領(lǐng)域之初對上網(wǎng)容量多有明確的意向［3］，然后再根據(jù)需求尋找屋頂資源，由于用戶專業(yè)背景以及對電網(wǎng)認(rèn)知程度不高，其選擇的并網(wǎng)區(qū)域電網(wǎng)未必具有相應(yīng)條件就地消納.如果供電企業(yè)在用戶容量確定和屋頂選擇階段提前介入，積極溝通與引導(dǎo)，一方面可以盡可能地滿足用戶報裝和上網(wǎng)的需求，另一方面電網(wǎng)在吸納消化方面也有提前準(zhǔn)備和安排，實現(xiàn)雙贏［4］.

供電公司如何引導(dǎo)用戶選擇并網(wǎng)區(qū)域，一方面要考慮區(qū)域電網(wǎng)設(shè)備滿足情況［5］，另一方面有效地就地消納與平衡也是一個關(guān)鍵因素.而衡量該因素的指標(biāo)除了區(qū)域負(fù)荷外，滲透率則更為直觀和便于推廣，這使得基于滲透率的配電網(wǎng)分布式電源接入主動管理體系的研究顯得非常必要和迫切.

2 研究目的

確保分布式能源有效接入是電力企業(yè)的責(zé)任與義務(wù)，但無序接入有可能導(dǎo)致局部區(qū)域高滲透率，給區(qū)域電網(wǎng)運行與管理帶來一定的影響與風(fēng)險.

通過系列研究確定適應(yīng)地方特點的分布式電源滲透率控制標(biāo)準(zhǔn)，建立分布式電源接入主動管理體系的理論基礎(chǔ)；通過積極調(diào)研用戶報裝意向，定期研究區(qū)域電網(wǎng)滲透率變化帶來的影響，并提出應(yīng)對措施，對外可以為用戶報裝主動提供規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與接入建議，對內(nèi)可以形成營銷、規(guī)劃、建設(shè)、生產(chǎn)相關(guān)部門的聯(lián)動機(jī)制，以確保區(qū)域電網(wǎng)提前做好相關(guān)準(zhǔn)備，形成長效機(jī)制.最終，通過建立主動管理體系為分布式電源規(guī)范、高效接入提供切實保障，實現(xiàn)多方共贏.

3 研究內(nèi)容

3.1 主動管理體系理論基礎(chǔ)的建立

通過分析本地區(qū)分布式光伏電站輸出特性、研究現(xiàn)狀及今后分布式光伏發(fā)展情況，找出目前以及今后一段時期內(nèi)本地區(qū)分布式光伏并網(wǎng)存在的一系列問題.

從典型區(qū)域角度出發(fā)，在負(fù)荷特性研究基礎(chǔ)上，結(jié)合本地區(qū)分布式光伏電站輸出特點，研究不同滲透率下對系統(tǒng)凈負(fù)荷的影響，并根據(jù)本地區(qū)電網(wǎng)的實際情況進(jìn)行仿真計算.

在配電網(wǎng)中，需要通過短期和長期的負(fù)荷分析和預(yù)測，合理地安排機(jī)組開機(jī)方式，進(jìn)行電源規(guī)劃.當(dāng)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)后，考慮到光伏發(fā)電的不可調(diào)節(jié)性，通常將其視為一種特殊的負(fù)荷，傳統(tǒng)負(fù)荷減去該負(fù)荷就得到系統(tǒng)的凈負(fù)荷.本次理論基礎(chǔ)分析模型是通過對凈負(fù)荷標(biāo)幺值變化情況判斷光伏滲透率對配電網(wǎng)的影響.理論模型研究原則見圖1.

分析模型中將分布式光伏電站出現(xiàn)輸出（6時）時系統(tǒng)負(fù)荷與輸出消失（19時）時系統(tǒng)負(fù)荷間連線（系統(tǒng)凈負(fù)荷與系統(tǒng)實際負(fù)荷相等的兩個節(jié)點間連線）作為基準(zhǔn)曲線，系統(tǒng)負(fù)荷高于基準(zhǔn)曲線時表示系統(tǒng)負(fù)荷出現(xiàn)正向波動，系統(tǒng)負(fù)荷低于基準(zhǔn)曲線時表示系統(tǒng)負(fù)荷出現(xiàn)逆向波動.

分析模型認(rèn)為系統(tǒng)凈負(fù)荷與標(biāo)準(zhǔn)曲線一致時，分布式光伏出力最佳，此時光伏滲透率為推薦值上限，出現(xiàn)逆向波動表征分布式光伏出力大，其他能源機(jī)組輸出下降，當(dāng)逆向波動峰值（標(biāo)幺值）出現(xiàn)負(fù)值時，表征出力倒送，此時光伏滲透率為極限值.

在仿真研究的基礎(chǔ)上，從本地全地區(qū)電網(wǎng)發(fā)展角度出發(fā)，分析分布式光伏并網(wǎng)，尤其是滲透率不斷提升的大環(huán)境下，對配電網(wǎng)運行、供電可靠性以及電網(wǎng)規(guī)劃等方面的影響，找出區(qū)域電網(wǎng)容量滲透率上限的理論推薦值，并評價典型接入方式的相關(guān)影響；最后確定適應(yīng)地方特點的分布式電源滲透率控制標(biāo)準(zhǔn)，建立分布式電源接入主動管理體系的理論基礎(chǔ).

3.2 主動管理體系的服務(wù)機(jī)制

光伏電源接入配網(wǎng)后，配電系統(tǒng)從放射狀結(jié)構(gòu)變?yōu)槎嚯娫唇Y(jié)構(gòu)，可能會引起潮流的大小和方向發(fā)生巨大改變，使配電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)電壓也發(fā)生變化，原有的調(diào)壓方案不一定能滿足接入光伏電源后的配電網(wǎng)電壓要求.而分布式光伏電站項目從啟動到并網(wǎng)投入運行需要經(jīng)歷一個周期，提前介入為用戶提供服務(wù)，有助于供電企業(yè)安排并網(wǎng)電站相關(guān)接入工程以及配電自動化相關(guān)項目，提早將建設(shè)項目納入電網(wǎng)近期建設(shè)計劃.

因此，通過積極調(diào)研用戶報裝意向，可以定期收集資料，分析不同時間段、不同類型用戶典型負(fù)荷曲線變化情況以及變化規(guī)律，并將研究結(jié)果與本地區(qū)光伏電站的有功輸出曲線進(jìn)行對比與擬合，為用戶接入和配網(wǎng)管理提出更為全面的參考意見.主動管理服務(wù)機(jī)制見圖2.

通過基于滲透率的配電網(wǎng)分布式電源接入主動管理體系的服務(wù)機(jī)制的建立，研究區(qū)域電網(wǎng)滲透率變化帶來的影響，并提出應(yīng)對措施，形成對外的主動服務(wù)機(jī)制，為用戶報裝主動提供規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與接入建議.

Fig. 2 Service mechanism of active management

3.3 各部門的聯(lián)動機(jī)制

基于滲透率的配電網(wǎng)分布式電源接入主動管理體系的服務(wù)機(jī)制的建立，可以形成營銷、規(guī)劃、建設(shè)、生產(chǎn)相關(guān)部門的聯(lián)動，形成電力公司內(nèi)部各部門的聯(lián)動機(jī)制，不僅能促進(jìn)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運行，還能使電能質(zhì)量的機(jī)制性作用得到有效發(fā)揮.各部門聯(lián)動機(jī)制見圖3.

3Fig. 3 Linkage mechanism betw een different departments

通過規(guī)范市場主體的運營行為，可以確保區(qū)域電網(wǎng)提前做好相關(guān)準(zhǔn)備；調(diào)動供電企業(yè)在管理、技改和提供輔助服務(wù)方面的積極性，促進(jìn)電力企業(yè)生產(chǎn)管理水平和設(shè)備運行水平的提高；改善電網(wǎng)的安全運行指標(biāo)，促進(jìn)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行和電能質(zhì)量的提高.

3.4 形成長效機(jī)制

大規(guī)模的分布式光伏并網(wǎng)是今后電網(wǎng)發(fā)展的趨勢之一，也是國家能源政策的導(dǎo)向.隨著愈來愈多的用戶加入光伏項目的建設(shè)，相關(guān)技術(shù)參數(shù)、運營管理手段的變化，有必要使基于滲透率的配電網(wǎng)分布式電源接入主動管理體系隨時間、條件的變化而不斷豐富、發(fā)展和完善，使其長期保證主動管理體系正常運行并發(fā)揮預(yù)期功能.

隨著電力市場建設(shè)與運營的不斷縱深發(fā)展，在長期的管理實踐中積累下來的一整套管理制度必然隨之不斷地走向規(guī)范，不時地得以完善.在貫徹標(biāo)準(zhǔn)中，要強(qiáng)調(diào)“對主動管理體系的要求不是形式上的，而是真正能使體系有效運行”.

主動管理體系要結(jié)合管理評審要求，但不能代替管理評審.管理評審必須由最高管理者主持，就主動管理體系運行的持續(xù)適宜性、充分性和有效性作全面地深層次剖析、評價、檢討，從中發(fā)現(xiàn)有關(guān)主動管理體系中的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)而作出改進(jìn)決定.

4 結(jié)論與效果

目前的并網(wǎng)用戶容量、時間和地點還存在著不確定性，用戶與供電企業(yè)前期溝通有限，光伏并網(wǎng)項目計劃性不強(qiáng).通過系列研究確定適應(yīng)地方特點的分布式電源滲透率控制標(biāo)準(zhǔn)，建立分布式電源接入主動管理體系.通過積極調(diào)研用戶報裝意向，定期研究區(qū)域電網(wǎng)滲透率變化帶來的影響，并提出應(yīng)對措施，形成為用戶報裝主動提供規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與接入建議的對外服務(wù)機(jī)制，以及營銷、規(guī)劃、建設(shè)、生產(chǎn)相關(guān)的對內(nèi)部門聯(lián)動機(jī)制，以確保區(qū)域電網(wǎng)提前做好相關(guān)準(zhǔn)備，形成長效機(jī)制，最終通過建立主動管理體系為分布式電源規(guī)范、高效接入提供切實保障，實現(xiàn)多方共贏.

［1］國家電網(wǎng)公司.分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定：Q/GDW 480-2010［S］.北京：中國電力出版社，2010.

［2］國家電網(wǎng)公司.分布式電源接入配電網(wǎng)運行控制規(guī)范：Q/GDW 667-2011［S］.北京：中國電力出版社，2011.

［3］國家電網(wǎng)公司.關(guān)于印發(fā)分布式電源并網(wǎng)相關(guān)意見和規(guī)范的通知：國家電網(wǎng)辦［2013］333號［A/OL］.（2014-06-30）. http：//www.sgcc.com.cn/.

［4］國家能源局.關(guān)于進(jìn)一步落實分布式光伏發(fā)電有關(guān)政策的通知：國能新能［2014］號［A/OL］.（2014-09-02）.http：// zfxxgk.nea.gov.cn.

［5］國家電網(wǎng)公司.分布式電源調(diào)度運行管理規(guī)范：Q/GDW 11271-2010［S］.北京：中國電力出版社，2010.

On the Active Management System of Distributed Generator Access Power Network Based on Penetration Rate

ZHENG Pandong，ZHENG Wei
（Huzhou Power Supply Company，Zhejiang Electric Power Corporation，StateGrid，Huzhou 313000，China）

A theoretical foundation of distributed generator access to the active management system is established on the series study of the local control standards of distributed generator penetration rate. By studying the impact of distributed generator penetration rate in different regional power grid，the countermeasures are put forward，and the internal linkage mechanism in power supply enterprise is formed so that the active management system is established.These measures provide guarantee for efficient and standardized distributed generator access.

penetration rate；power network；distributed generator；access；active management

TM732

A

1009-1734（2016）04-077-04

［責(zé)任編輯 吳志慧］

2015-11-10

鄭攀東，高級工程師，研究方向：電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計.E-mail：8826221@qq.com