分布式光伏領(lǐng)域：6MW為何成為規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點

時間：2024-11-13作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：86

近日，能源局發(fā)布定義分布式光伏6MW及以上的光伏電站必須自發(fā)自用，自行消納。多省能源局規(guī)定大于6MW的電站必須按集中式管理，另外大于6MW（包含）要省級審批，小于則由市級審批，10kV線路單回接入容量也是6MW，很多電廠發(fā)電機裝機容量也是以6MW為界點。這是為什么呢？

1. 政策角度

我國提出分布式光伏電站將其限定為10kV及以下電壓等級接入要追溯到2012年10月左右，單個項目容量不超過6MW的發(fā)電系統(tǒng)，然后到了2013年國家能源局正式發(fā)布“光伏電站項目管理暫行辦法（國能新能[2013]329號）”文件里面對分布式光伏進行了明確的定義和標準分類：“*二十條 光伏電站項目接網(wǎng)意見由省級電網(wǎng)企業(yè)出具，分散接入低壓電網(wǎng)且規(guī)模小于6兆瓦的光伏電站項目的接網(wǎng)意見由地市級或縣級電網(wǎng)企業(yè)出具?！?/span>

到2019年，國家能源局又發(fā)布國能發(fā)新能〔2019〕49號《國家能源局關(guān)于2019年風(fēng)電、光伏發(fā)電項目建設(shè)有關(guān)事項的通知》規(guī)定，普通光伏電站為裝機容量6兆瓦及以上的光伏電站；工商業(yè)分布式光伏發(fā)電項目為就地開發(fā)、就近利用且單點并網(wǎng)裝機容量小于6兆瓦的戶用光伏以外的各類分布式光伏發(fā)電項目。

再到2024年10月9日能源局發(fā)布的《分布式光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)管理辦（征求意見稿）》對分布式光伏項目做了更細致的分類，共分四類，且不同類型項目，并網(wǎng)模式不同，具體如下圖所示：






圖1 分布式光伏管理辦法

2. 配電網(wǎng)技術(shù)角度

在國家電網(wǎng)公司的典型設(shè)計中，10kV線路接入的光伏電站容量范圍通常在400kW到6MW之間，且單回線路的接入容量不應(yīng)超過6MW。這一設(shè)計基于以下幾個技術(shù)考慮：

負荷側(cè)考慮：10kV配電網(wǎng)屬于負荷側(cè)，主要用于為工商業(yè)用戶和大型公共設(shè)施供電。而分布式光伏發(fā)電站也是基于負荷側(cè)接入（集中式的是屬于發(fā)電側(cè)）根據(jù)國家電網(wǎng)的設(shè)計標準，10kV線路在接入分布式光伏電站時，其電源點不應(yīng)超過6MW。超過此容量，電網(wǎng)需要承受更大的負荷，可能影響局部電網(wǎng)的供電穩(wěn)定性。

進線電纜規(guī)格和開關(guān)承載能力：在我們?nèi)粘８鞔蠼ㄖ飪?nèi)較多的就是10kV配電網(wǎng)中，而10kV配網(wǎng)我們以前在配網(wǎng)設(shè)計過程進線電纜和總開關(guān)的承載能力也是限制光伏電站容量的重要因素。通常，6MW的光伏電站需要配置高規(guī)格的電纜和開關(guān)裝置，以滿足電流的需求。而超過6MW時，電纜和開關(guān)的負荷將大幅增加，配電設(shè)備需要進行全面升級，這將導(dǎo)致成本的上升。所以這個主要是受限于電網(wǎng)配網(wǎng)。

輸電線路距離和承載能力：分布式光伏電站與電網(wǎng)的連接，必須考慮輸電線路的長度和承載能力。根據(jù)技術(shù)規(guī)范，6MW及以下的光伏電站可以通過較短的輸電線路接入10kV配電網(wǎng)，且不會對輸電系統(tǒng)造成過大的壓力。超過6MW時，線路損耗和電壓波動的問題變得顯著，影響電能質(zhì)量和供電可靠性。

3. 電網(wǎng)穩(wěn)定性角度

分布式光伏的接入對電網(wǎng)的穩(wěn)定性提出了較高要求，尤其是在大規(guī)模接入的情況下。根據(jù)電網(wǎng)運行經(jīng)驗，6MW是一個相對合理的容量界限，原因如下：

功率波動管理：光伏發(fā)電受氣象條件影響較大，尤其是在陰雨天氣或云層變化時，光伏電站的功率輸出波動顯著。對于10kV配電網(wǎng)而言，6MW以下的光伏電站功率波動相對較小，易于電網(wǎng)進行平衡調(diào)節(jié)。而超過6MW時，功率波動對局部電網(wǎng)的影響加大，電網(wǎng)調(diào)度的復(fù)雜性增加。

電壓波動和諧波影響：較大規(guī)模的分布式光伏接入可能導(dǎo)致電壓波動和諧波干擾。6MW及以下的光伏電站能夠通過現(xiàn)有的電壓調(diào)節(jié)和濾波設(shè)備進行有效控制，而超過6MW時，電壓調(diào)節(jié)設(shè)備和無功補償裝置（SVG等）需要進一步加強，增加了電網(wǎng)運行的復(fù)雜性和成本。

電網(wǎng)保護系統(tǒng)設(shè)計：在6MW以下的光伏電站中，現(xiàn)有的電網(wǎng)保護設(shè)備能夠有效應(yīng)對光伏電站的故障情況。而在6MW以上的系統(tǒng)中，光伏電站的容量較大，電網(wǎng)故障時可能引發(fā)較為嚴重的電力中斷。因此，需要對保護設(shè)備進行重新設(shè)計，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。

4. 經(jīng)濟性角度

項目投資和回報：6MW以下的光伏項目規(guī)模適中，設(shè)備投資和施工成本較為合理，同時能夠較快實現(xiàn)**。超出6MW的項目，不僅面臨設(shè)備升級、施工復(fù)雜度提升等問題，審批和接入成本也隨之增加，影響項目的整體經(jīng)濟效益。

政策支持與補貼：國家和地方政府對分布式光伏項目的補貼政策多集中于中小規(guī)模項目，6MW以下的項目更容易獲得財政支持和稅收優(yōu)惠。而大于6MW的項目則被歸類為集中式光伏管理，可能無法享受分布式光伏的相關(guān)政策優(yōu)惠。

工商業(yè)用戶需求：根據(jù)工商業(yè)企業(yè)用電需求，6MW的光伏系統(tǒng)通常可以滿足中大型企業(yè)的用電需求，幫助其實現(xiàn)自發(fā)自用、降低用電成本。而超過6MW的系統(tǒng)，一方面會增加光伏系統(tǒng)的初始投資，另一方面也可能超出企業(yè)的實際用電需求，導(dǎo)致電力浪費。同時，大多數(shù)工商業(yè)用戶的廠區(qū)面積和屋頂資源也有限，6MW以下的光伏系統(tǒng)通?？梢院侠砝闷髽I(yè)現(xiàn)有的屋頂或空閑土地資源，實現(xiàn)較高的經(jīng)濟效益。超過6MW的光伏系統(tǒng)則需要額外的土地資源，增加了項目的建設(shè)難度和成本。

5. 6MW以下分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)解決方案

安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)，可兼容國產(chǎn)麒麟操作系統(tǒng)，采集現(xiàn)場逆變器、匯流箱、箱變保護測控裝置、防孤島、防逆流控制裝置、計量儀表、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、直流屏等設(shè)備數(shù)據(jù)，本地實時顯示和報警，提供遠程遙控操作和調(diào)節(jié)，并具備光功率預(yù)測、無功補償控制等功能，此外，系統(tǒng)配置網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測、橫向隔離、縱向加密認證裝置以滿足電網(wǎng)數(shù)據(jù)安全要求，數(shù)據(jù)上傳調(diào)度系統(tǒng)以滿足并網(wǎng)要求，為用戶提供分布式光伏監(jiān)控和并網(wǎng)方案，**光伏電站運行穩(wěn)定可靠性。



圖2 分布式光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)保護測控及并網(wǎng)方案

5.1. 分布式光伏監(jiān)控并網(wǎng)系統(tǒng)二次硬件選型

光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)需要使用相關(guān)保護、測控、穩(wěn)控、分析及數(shù)據(jù)安全和通訊設(shè)備，典型的分布式光伏電站并網(wǎng)系統(tǒng)需要用到的二次設(shè)備如下表所示。




并網(wǎng)監(jiān)測

監(jiān)測并網(wǎng)點電壓、頻率、功率、電能質(zhì)量、功率因數(shù)、并網(wǎng)電量等電參數(shù)以及并網(wǎng)斷路器運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并提供遠程分合閘控制。



圖3 光伏并網(wǎng)監(jiān)測

電能質(zhì)量監(jiān)視

在電能質(zhì)量監(jiān)控圖中，可以直接查看電能質(zhì)量裝置的運行狀態(tài)、電流電壓總有效值、電壓波動、電壓總畸變、正反向有功電能、有功、無功功率等電能質(zhì)量信息?？梢愿鶕?jù)這些信息監(jiān)測現(xiàn)場電能的質(zhì)量，及時的做出應(yīng)對方案。



圖4 電能質(zhì)量監(jiān)視界面圖

發(fā)電功率曲線分析

實時監(jiān)測逆變器功率曲線和太陽輻照度曲線并對比分析，及時預(yù)警異常發(fā)電工況并提供數(shù)據(jù)分析功能。



圖5 光伏發(fā)電功率曲線分析

網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。



圖6 站內(nèi)設(shè)備系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

主接線圖

在此界面可以查看高壓保護柜的電量參數(shù)，監(jiān)視斷路器和手車的狀態(tài)，在遠方狀態(tài)時可以遙控斷路器的分合，監(jiān)視高壓柜保護裝置的參數(shù)，能夠及時的發(fā)現(xiàn)異常，及時做出相應(yīng)的處理。



圖7 主接線界面圖











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