是不是應(yīng)該趕快裝個(gè)光伏電站，再不裝村里變壓器的容量就不夠了!”這是經(jīng)常被問到問題。
“是不是應(yīng)該趕快裝個(gè)光伏電站，再不裝村里變壓器的容量就不夠了!”這是經(jīng)常被問到問題。當(dāng)然，在國(guó)家逐步下調(diào)光伏補(bǔ)貼的背景下，越早裝，補(bǔ)貼越高，但是變壓器受限這條規(guī)定，國(guó)電電網(wǎng)已經(jīng)取消了。
在“2018年中國(guó)戶用光伏品牌大會(huì)”上，中國(guó)電科院新能源研究中心分布式新能源研究室主任何國(guó)慶出席會(huì)議并作演講。他表示，小型光伏項(xiàng)目容量不能超過接入變壓器容量25%的規(guī)定已經(jīng)取消。由于宣傳不到位和一些技術(shù)問題，很多地市一級(jí)的電力公司并不清楚已經(jīng)被取消，所以才存在一些限制。
以下為何國(guó)慶演講實(shí)錄：
介紹分為四個(gè)方面，一個(gè)是發(fā)展的現(xiàn)狀，一個(gè)是并網(wǎng)的影響，三是案例分析最后是提出一些解決的措施。在介紹之前我反饋一下，剛才王女士也講到能力的問題，在這里面后面也會(huì)講到，在很多地方現(xiàn)在還在用光伏逆變器25%的額定容量。電壓器25%的容量來(lái)進(jìn)行，實(shí)際上這一條在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及固網(wǎng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都已經(jīng)被取消了。但是由于一些宣傳還有一些技術(shù)的問題很多在地市一級(jí)的電力公司并不清楚已經(jīng)被取消，所以才進(jìn)行一些限制。
在依托這一個(gè)會(huì)議我也跟大家說(shuō)一下，這個(gè)指標(biāo)已經(jīng)是過時(shí)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，大家以后做光伏接入的時(shí)候，如果還有地市公司在拿這指標(biāo)接入容量也是可以去說(shuō)的，新的標(biāo)準(zhǔn)就是QGW1481分布式接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定這是國(guó)網(wǎng)修訂版這個(gè)指標(biāo)已經(jīng)沒有不受這限制的。
這里面一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)就是國(guó)網(wǎng)公司實(shí)際上從2011年、2012年開始就非常重視分布式光伏并網(wǎng)的問題。在2011年就提出了促進(jìn)分布式光伏并網(wǎng)發(fā)展的指導(dǎo)意見，對(duì)中國(guó)的分布式光伏起到了一個(gè)很好的促進(jìn)作用。在意見出臺(tái)的六年左右的時(shí)間，國(guó)網(wǎng)范圍之內(nèi)截止到去年6月底分布式光伏并網(wǎng)容量達(dá)到了1585萬(wàn)千瓦，并網(wǎng)的數(shù)量超過30萬(wàn)個(gè)。主要是2015年、2016、2017年這三年增長(zhǎng)非常快，浙江、山東和江蘇是國(guó)內(nèi)發(fā)展最快的三個(gè)省份。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看接入35KV、10KV和380、220分別是148萬(wàn)、1161萬(wàn)、730千瓦，這一種戶用占主要，運(yùn)行模式方面余電上網(wǎng)和全部自用、全部上網(wǎng)這三種方式是比較多。接網(wǎng)投資是分布式光伏做的投資，分布式電源配套1744公里變電容量24萬(wàn)千伏安，這其中都是由光伏發(fā)電引起，因?yàn)樵?011年這文件里面提出了分布式電源、分布式光源的投資和改造。但是你并網(wǎng)的那一部分，是你自己來(lái)掏錢。但是還會(huì)有很多電網(wǎng)改造包括計(jì)量表計(jì)商業(yè)性線路的改造等等這一些都是電網(wǎng)公司來(lái)投資建設(shè)，這幾年的電網(wǎng)公司投資是11.5億，實(shí)際上在2018年的國(guó)網(wǎng)公司的1號(hào)文里，我在微信圈里也分享了，國(guó)家電網(wǎng)公司2018年1號(hào)文就提出要禁閉促進(jìn)分布式電源的發(fā)展，里面提出納入國(guó)家扶貧計(jì)劃的存積光伏電站380V和10千伏就要具備并網(wǎng)條件，這實(shí)際上對(duì)分布式光伏的一個(gè)利好。就是促進(jìn)分布式光伏的并網(wǎng)。
分布式光伏它的作用和各方面的對(duì)國(guó)家節(jié)能減排的好處是非常好的。但是為什么在很多時(shí)候這一種光伏進(jìn)去以后我們電網(wǎng)公司會(huì)講有一些問題，實(shí)際上這里面給大家簡(jiǎn)單介紹一下，光伏接進(jìn)以后會(huì)使電壓升高，這實(shí)際上在很多地方已經(jīng)產(chǎn)生了問題，安徽合肥有一些地方，特別是村級(jí)的扶貧電站里面已經(jīng)出現(xiàn)了問題，它當(dāng)然主要的問題是電網(wǎng)電壓升高，燒毀家用電器，其實(shí)這個(gè)問題一開始逆變器的設(shè)置它的保護(hù)定價(jià)就是正負(fù)10%逆變器的保護(hù)從電網(wǎng)中末端越小。但是農(nóng)民不知道，他發(fā)現(xiàn)就是說(shuō)有的人家里面逆變器不跳我家的逆變器跳，這就是逆變器的指標(biāo)問題。實(shí)際上這是有很多逆變器廠家是把保護(hù)定值是提高，有可能提高15%甚至20%的電壓，但是家里面的電器、彩電都是10%以內(nèi)來(lái)設(shè)定的。所以在逆變器還能夠承受電壓的時(shí)候，它還在網(wǎng)上發(fā)，這時(shí)候你的電壓已經(jīng)非常好，家里面的家用電器是受不了電壓所以就造成了燒毀的逆變器。
一個(gè)極端的案例在山西有一個(gè)村出現(xiàn)了這情況，家里面的負(fù)載都沒有問題，但是有的從外面回去帶一個(gè)筆記本一插就燒掉了，所以這里面根本不敢用電的情況。當(dāng)然這一些就是在某一些地方個(gè)別的案例，這里面影響的案例上面有一個(gè)公式，這是相對(duì)比較專業(yè)一些學(xué)電力系統(tǒng)比較清楚。還有跟光伏的容量線路接入的長(zhǎng)度、電網(wǎng)的強(qiáng)弱都有相互的關(guān)系，這里面也做了大量的仿真，在同樣的光伏接入不同的地方，以及同一個(gè)地方接入不同的光伏這里面進(jìn)行一系列的仿真，這個(gè)就是說(shuō)對(duì)于我們專門做科研的人來(lái)講，這一些都是比較好分析，我們拿仿真軟件把這一些東西給放進(jìn)去，我們都能算出來(lái)。但是最大的問題光伏一說(shuō)爆發(fā)式增長(zhǎng)大家心里都是非常放心。但是這帶來(lái)另外一個(gè)問題，就是大家對(duì)技術(shù)都不清楚，一個(gè)是從業(yè)者，就是光伏行業(yè)的人，對(duì)電網(wǎng)不清楚。第二實(shí)際上是自己從電網(wǎng)公司地市公司特別是縣一級(jí)的公司，實(shí)際上對(duì)光伏的并網(wǎng)影響他自己也不清楚。而且現(xiàn)在電網(wǎng)公司為了光伏并網(wǎng)的流程，所有的戶用光伏的電網(wǎng)是沒有做專業(yè)機(jī)構(gòu)做接入設(shè)計(jì)，特別是高滲透率的這里面有一些技術(shù)的問題，但是在這一種情況下不可避免的就會(huì)出現(xiàn)一些問題。后面我們就結(jié)合幾個(gè)案例來(lái)介紹。
第一個(gè)就是說(shuō)光伏的優(yōu)缺。
優(yōu)點(diǎn)，光伏接進(jìn)去在一定的范圍之內(nèi)，如果跟電網(wǎng)配合比較好可以提高光伏的電壓的合格率，功率的合格率，甚至解決我們很多村里面電壓偏低的問題，但是它的缺點(diǎn)跟優(yōu)點(diǎn)正好是相對(duì)應(yīng)如果你設(shè)計(jì)沒有做好，就會(huì)帶來(lái)用戶功率因素考核導(dǎo)致罰款的問題，甚至導(dǎo)致逆變器脫網(wǎng)或者毀壞家用電器的問題。
我們來(lái)看三個(gè)案例，分別是一個(gè)城市的案例和兩個(gè)村級(jí)的案例。
1.這是城市里面的電網(wǎng)，我們用北京市做一個(gè)按這個(gè)城市電網(wǎng)比較強(qiáng)，橫軸是裝機(jī)容量，縱軸是網(wǎng)損。隨著裝機(jī)容量的增加網(wǎng)損是先下降后上升?？偟木W(wǎng)損是最小的比沒有接減少12%，但是超過70兆瓦的時(shí)候這個(gè)網(wǎng)損大的。在城市電網(wǎng)大家偏差比農(nóng)村要嚴(yán)格，這樣的一般來(lái)說(shuō)是額定電壓的負(fù)3、正7，這個(gè)電壓偏差明顯偏大，這對(duì)電壓公司的調(diào)壓的問題，也就是說(shuō)接進(jìn)以后很多城市里面的負(fù)荷對(duì)電壓相對(duì)比較敏感，大的光伏接進(jìn)以后帶來(lái)調(diào)壓的難度。
2.第二是寧夏紅寺堡戶用光伏的系統(tǒng)，四個(gè)村3800戶，每一戶接入4個(gè)千瓦，接進(jìn)去以后到底會(huì)帶來(lái)什么樣的問題，我們給做過一個(gè)規(guī)劃。由于光伏的裝機(jī)容量實(shí)際上遠(yuǎn)大于負(fù)荷每一戶10個(gè)GW，我們真的農(nóng)村里面每一戶有400瓦，之間有差10倍，這樣光伏的潮流都要往上送，帶來(lái)的電壓升高問題是非常明顯，這是一個(gè)仿真的圖。在光伏接入之前紅色的曲線電壓一天24小時(shí)的分布。在光伏接入之后是黑色的曲線是中午的最高點(diǎn)會(huì)上升到超過18%。這380伏在末位的升高更為顯著會(huì)超過70%。這樣逆變器改保護(hù)就會(huì)燒壞家用電器就會(huì)出現(xiàn)這樣的情況。
這一些問題怎么來(lái)解決?好在是在規(guī)劃之前就找我們做了一些規(guī)劃，我們提出7個(gè)解決辦法，這在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上不好實(shí)現(xiàn)，我們用前三種方式效果不明顯?；蛘哒f(shuō)我改變整個(gè)接線的方式這一些都會(huì)帶來(lái)投資的損失。所以實(shí)際上業(yè)主最后選了方式5就是統(tǒng)一把每一家每一戶的光伏不接到每一戶里面，而是重新建立一套配電網(wǎng)，是采用這一種方式來(lái)解決這一個(gè)問題。
3.第三個(gè)案例是河北省淶水縣寺皇甫村的光伏案例，每一個(gè)想裝30千瓦，這個(gè)量并不是太大，里面的每一戶量比較少而且配網(wǎng)的結(jié)構(gòu)比較薄弱，這樣的情況下在末端會(huì)出現(xiàn)電壓升高的問題，我們給出了一些解決方案，比如說(shuō)出現(xiàn)三個(gè)藍(lán)色的圈主要是末端會(huì)出現(xiàn)越線，我們第一個(gè)就是說(shuō)把一些接到末端的光伏往變壓器首端來(lái)接。第二個(gè)是主干網(wǎng)絡(luò)基本上都是50平方的導(dǎo)線，這里面我們加到70平方毫米以上，這個(gè)方式電壓的問題就解決，這相對(duì)來(lái)說(shuō)投資最低的一種方式。
我們提出了一些解決辦法，第一個(gè)是優(yōu)化規(guī)劃特別是每一個(gè)村里面每一家都裝的光伏，最好你要找一個(gè)專業(yè)的機(jī)構(gòu)對(duì)電力系統(tǒng)比較了解的科研或者是高校來(lái)做一下電壓和網(wǎng)損的分析。這里面我們提的具體技術(shù)細(xì)節(jié)不說(shuō)了，我只說(shuō)這結(jié)果。我們用這一種全年的發(fā)電量最大的目標(biāo)，以電壓和網(wǎng)損的情況下就能夠兼顧你的發(fā)電量，兼顧你的網(wǎng)損和電壓負(fù)荷率。這是需要引起注意的一個(gè)地方。
第二個(gè)就是說(shuō)對(duì)電壓的控制
逆變器本身是一個(gè)很好的控制源，在一定的程度上比如說(shuō)我裝進(jìn)去以后，我電壓可能就是在10%左右這一種情況，我實(shí)際上可以通過逆變器的控制來(lái)解決這一問題，提高接入容量。這就是說(shuō)用逆變器無(wú)需安裝電動(dòng)器就能解決這一個(gè)問題，這就是我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)做的一些實(shí)驗(yàn)用逆變器進(jìn)行恒電壓的控制，來(lái)避免過電壓和低電壓的問題。第三個(gè)就是電網(wǎng)公司提出來(lái)，對(duì)一些看不見摸不著的東西是比較擔(dān)心，這一種情況下怎么對(duì)大量的光伏及國(guó)網(wǎng)公司30萬(wàn)、50萬(wàn)的。這實(shí)際上在德國(guó)的面積跟中國(guó)國(guó)內(nèi)一個(gè)省的面積差不多，但是德國(guó)分布式光伏裝機(jī)容量超過3千萬(wàn)千瓦，并網(wǎng)點(diǎn)超過一百萬(wàn)個(gè)，比如說(shuō)山東、江蘇、浙江在一些省就會(huì)出現(xiàn)這一些情況。裝機(jī)容量1千萬(wàn)，并網(wǎng)數(shù)量幾四萬(wàn)甚至上百個(gè)。因?yàn)殡娋W(wǎng)公司它的運(yùn)行是需要一個(gè)確定性的要保證安全第一在大量是比較擔(dān)心，所以我們給電網(wǎng)公司提出來(lái)一個(gè)方式就是網(wǎng)格化的監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)的技術(shù)來(lái)解決監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)的問題。這在一些省里面也開始做了一些試點(diǎn)。
光伏分布式屋頂發(fā)電最后就是說(shuō)一下標(biāo)準(zhǔn)的問題
中國(guó)電科院牽頭圍繞光伏實(shí)際上做了大量的國(guó)家和行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，和戶用光伏直接相關(guān)的實(shí)際上是兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。第一個(gè)是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)203192012年版。這是針對(duì)380V以及10KV接入用戶側(cè)的分布式光伏，實(shí)際上在四個(gè)方面對(duì)戶用光伏都進(jìn)行了技術(shù)要求的簡(jiǎn)化，其中在這里面就沒有提變壓器容量25%的限制，實(shí)際上這一條在國(guó)標(biāo)里面就沒有提這限制。包括接入方式有專線或者T接的方式，電壓等級(jí)這一塊都具備接入條件可以優(yōu)先采用低聚電壓等級(jí)接入。在運(yùn)行控制方面可以不具備低電壓出現(xiàn)的能力，380V保護(hù)和通訊這邊都是不要求用光纖通訊，因?yàn)榇蠹叶贾雷鲞^金太陽(yáng)工程有很多人對(duì)這個(gè)是比較頭疼的，一到10KV接入光伏上通訊，所以國(guó)標(biāo)這里面就提出來(lái)，明確要求不用上光纖保護(hù)和光纖通訊，這實(shí)際上對(duì)光伏的接入系統(tǒng)投資也是一個(gè)很好的降低。
這是2016年版的國(guó)標(biāo)，33342，就專門對(duì)戶用光伏的并網(wǎng)和技術(shù)要求提出了一些規(guī)定，因?yàn)檫@標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)通過了，但是還沒有正式的印刷出來(lái)，所以這內(nèi)容還不太直接對(duì)外說(shuō)。但是就是說(shuō)幾個(gè)核心的地方。第一是標(biāo)準(zhǔn)要求是非常寬松的里面沒有太多的技術(shù)約束，第二提出了一些注意的事項(xiàng)，比如說(shuō)，現(xiàn)在單項(xiàng)結(jié)構(gòu)主義三項(xiàng)平衡的問題，這在光伏非常突出，因?yàn)楝F(xiàn)在村級(jí)的項(xiàng)目都是單項(xiàng)接入，這是很容易在你的變壓器100個(gè)千瓦，如果只是單項(xiàng)接入只有30個(gè)千瓦所以這是要提起注意的。第二個(gè)就是對(duì)前面講的電壓?jiǎn)栴}在標(biāo)準(zhǔn)里面提出來(lái)，就是說(shuō)光伏的年發(fā)電量大于年用戶量的50%時(shí)候，建議做一些專題的分析，避免后續(xù)出現(xiàn)電壓的越線的問題。
實(shí)際上我們做了一系列的戶用項(xiàng)目以后，我們?cè)诮o能源局提一些意見的時(shí)候我們也提出來(lái)，包括王女士提到的問題有很多的安全隱患和技術(shù)的問題，這里面就提了真正的扶貧這一些地方，我們是優(yōu)先建議采用村級(jí)電站來(lái)做扶貧的項(xiàng)目。總體的投資和技術(shù)經(jīng)濟(jì)型的問題相對(duì)來(lái)說(shuō)也會(huì)更少。所以現(xiàn)在有很多扶貧的項(xiàng)目是用村級(jí)電站的方式來(lái)做。這個(gè)也是我們希望能看見的這一種方式。在沿海的這一些地方、江浙這一些地方實(shí)際上光伏并網(wǎng)引起的電壓和電能質(zhì)量的問題，因?yàn)榫W(wǎng)架比較強(qiáng)、并網(wǎng)引起的并網(wǎng)技術(shù)問題會(huì)小一些，所以江浙裝戶用并網(wǎng)會(huì)少一些。但是在河北、安徽山區(qū)里面的農(nóng)村這一些地方你去每一家每戶裝光伏一定要注意電壓的問題和電能質(zhì)量的問題。
最后一個(gè)小的總結(jié)，就是光伏的穿透率增加會(huì)給現(xiàn)有的電網(wǎng)和光伏的控制帶來(lái)一系列的挑戰(zhàn)，穿透功率越大實(shí)際上挑戰(zhàn)會(huì)越大。高密度的光伏引起的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都是完全對(duì)應(yīng)，實(shí)際上我們也在做一些技術(shù)的示范，就是說(shuō)用光伏來(lái)解決現(xiàn)在農(nóng)村的低電壓的問題，通過好的并網(wǎng)點(diǎn)的規(guī)劃和光伏的無(wú)電壓的控制解決低第壓的問題這做好的話可以揚(yáng)長(zhǎng)避短。
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