分布式电源的创新与实践

分布式电源的创新与实践

王斌

(国网威海市文登区供电公司威海市264400)

【摘要】分布式光伏已经成为各地区发电资源的重要组成部分，尤其由于分布式光伏发电呈现出发展速度快、资源分散、项目容量小、用户类型多样、发电出力具有波动性和间歇性等特点，随着大量分布式电源的接入电网，对现有电网管理模式提出挑战。同时，光伏分布式电源作为国家能源战略重要内容，也是具有重要政治意义的工程，如何做好并网服务，也是摆在电网公司面前的急需解决一项现实任务。

关键字：光伏运营并网实践

目前光伏发展重心都放在如何使光伏项目尽快并网发电上，但对光伏项目并网后如何安全可靠发电，还没有进行系统的研究和探讨。一是各光伏电站技术力量薄弱，大部分甚至未配备专职的电工，一旦发电站出现故障无法及时进行处理，会对电网和电力用户存在较大的隐患。二是光伏发电为间隙性发电，对电网供电有谐波、电压波动等电能质量影响，需要加强监测分析。三是光伏发电作为绿色清洁电源，需通过开展光伏发电预测、电网方式优化调度等措施，尽可能确保光伏发电上网消纳，目前这方面还有待加强工作。

国家电网公司出台了一系列文件，从并网受理、接入方案设计与审批、配套工程建设、并网验收等各环节进行了明确，并规定了具体的时间。但由于光伏项目并网服务几乎涉及了营销、发展、运检、调度、建设、物资等电网公司主要业务部门，虽然各部门内部业务流程清晰可控，但由于缺乏串接各部门的统一业务流程设计与管控，相互之间业务衔接容易出现脱节。同时业务由各部门分工负责，在缺乏业务管控平台的情况下，营销部门无法很好地实现“一口对外”服务工作。

1、建立统一完整的分布式电源运行监控平台

一是通过对SCADA系统、配电自动化系统、营销系统等进行整合，实现全地区包括分布式光伏等在内的调度电厂统一监控管理。光伏等分布式电源运营监控系统采用分布式分层结构系统，系统采用B/S结构，实现调度对区域所辖新能源场站、垃圾发电、生物质发电、水电、分布式电源、微电网的并网调度管理，计算机硬件设备主要部署在安全III区，通过电力企业数据网实现信息共享及内部电力业务交互。满足《电力二次系统安全防护规定》对系统部署的安全管理要求。

二是开发了涵盖并网服务、发电生产、运营管理等业务环节的综合管理功能。纵向实现公司对分布式电源的智能化管理应用，横向服务于发展策划部、营销部、调度中心、运检部等业务部门，对外服务于分布式发电业主、上级电网公司、政府能源主管部门等。主要功能包括发电实时监视、发电统计分析、调度辅助决策、地理信息服务、业务管控以及节能减排、电费补贴等方面内容。

2、全面开展光伏等分布式电源并网运行管理

通过数据接口获取各个电站电气信息、运行信息、电能质量、发电功率、发电量、实测气象等数据，通过人机界面实现对全网发电信息的监视，全网/单站光伏发电信息监视，各个小水电、小火电等发电信息实时监视，使调度运行管理人员可以实时掌握全网、各场站、并网点包括当前有功功率、无功功率、发电量、并离网状态、发电设备的运行状态等运行情况，为电厂调度运行、运维检修等业务开展提供支撑。

一是动态掌握发电出力，为调度运行、电网规划、生产计划等业务提供数据支撑。可选择任意日期、地区、电站，查看全网、光伏发电、小水电、小火电的发电出力曲线情况。

二是地图导航查询电源分布信息，不仅形象具体展示光伏电厂空间分布情况，方便快捷查询信息，而且为开展基于空间分布的配网规划及调度运行创造条件。通过把光伏站、小水电、小火电、垃圾发电厂、生物质发电厂的地理坐标信息输入到地图服务器中，则在地图上面清楚展示该场站的地理位置。

三是开展基于IEC61850的标准化分布式光伏接入终端研究，提出“终端量测标准化、调度预警智能化”的防止光伏倒送电研究思路，投运全国首个光伏专用低压反孤岛装置，妥善解决低压配网接纳光伏发电电源的技术难题。

3、全面开展光伏分布式电源运营指标分析

借助系统对光伏、风电、小水电、生物质发电、垃圾发电、燃气发电、小火电及储能等分布式电源的备案容量、并网容量、新增容量、发电情况等进行各种统计分析功能开发，开展光伏等分布式电源运营指标分析，为电网运营、光伏运营及政府决策服务。系统通过各类算法，实现对全网、区域、场站的装机容量、并网容量、发电量（总发电量、上网电量、自发自用电量）、发电效率、资源评估、电价补贴情况、节能减排等绩效指标进行计算、统计分析。对这些综合效益分析信息进行日、月、年统计分析，以各类图形化(各类饼图、棒图、曲线、报表)进行展示。

4、主动为政府企业提供光伏电源发电延伸服务

一是为社会提供节能减排统计分析服务。主要包括全市清洁能源发电占比、全市光伏发电占比；全市清洁能源占社会用电量占比、全市光伏发电占社会用电量占比；各县市环保效益、全市光伏发电环保效益、全市水电发电环保效益。系统有单独的节能减排模块，通过各类算法实现对全网、区域、场站的二氧化碳总减排量、节约标准煤、减少粉尘排放、二氧化硫总减排量、氮氧化物减排量的计算，并对这些节能减排信息进行日、周、月、季、年统计分析，以各类图形化(各类饼图、棒图、曲线)进展示。

二是为光伏企业提供电量及电费补贴服务。通过对光伏发电量进行统计（包括总发电量、自发自用电量、上网电量等电量统计），然后根据国家光伏发电及地方的上网电价及补贴政策，计算出全市、各地区、各个电站的上网电费、补贴电费，以及发放情况，供查看及查询。

5、创新开展光伏等分布式电源并网调度辅助决策应用

分布式能源运营监控系统的并网调度辅助支持功能模块，可与现有常规电力调度自动化系统（EMS）、配电自动化系统（DAS）等兼容互补，实现对分布式能源可监视、可预测、可计划、可控制管理，为调度运行部门实现对所辖区域内新能源场站、分布式电源、微电网等新能源的安全并网运行及调度管理，提供重要的技术支撑。可以大大增强地区调度对光伏等间歇式分布式电源的接入及调控能力建设，同时促进输配协调控制运行，实现间歇式能源与常规电源的优化协调控制机运行，保障新能源的有效接纳。主要包括气象信息管理、综合功率预测、等值负荷分析、AGVC、联合优化调度、发电效率分析等功能应用。

一是基于气象信息的光伏等分布式发电出力预测。随着大规模间歇性、波动性新能源(风电、光伏等)发电的灵活接入电网，新能源(风电、光伏等)发电的间歇性、波动性的特点，扰乱了传统负荷预测。如果对间歇性、波动性的新能源发电预测没有考虑，负荷预测精度受到一定程度的影响。系统基于气象信息的光伏等分布式发电出力预测，提升本地区负荷预测水平，消除新能源发电功率间歇性、波动性对地区负荷预测准确带来的影响。为区域与省级调度及其他区域进行功率交换提供科学地依据。

二是开展光伏等分布式发电自动有功、无功控制（AGVC）。系统预留自动有功、无功控制（AGVC）功能，可自动接收来自EMS日计划、滚动计划曲线，以及控制指令，进行优化处理后，并将计划曲线和控制指令下发给SCADA系统，实现对场站的有功、无功控制。并且根据实时数据开展各项控制策略研究，如实现分布式光伏并离网控制、设备启停、分布式电源点整组启动或解列、限功率、无功出力调节等。

三是开展光伏等分布式发电联合优化调度。在保证整个电力系统的安全稳定运行条件下，结合光伏等新能源的发电特性，利用其互补性的原理，与火电、水电等常规能源实现联合经济调度，根据用户控制目标要求，制定合理调度策略，使系统在节能、环保、经济的方式下运行。