分布式光伏電站逆功率調控方案

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)國家能源局數(shù)據(jù)，2023年前三季度光伏新增裝機中，分布式光伏裝機占比超過52%，已經(jīng)成為我國光伏裝機的主力軍。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，將會嚴重威脅到電網(wǎng)的安全運行，進而影響到國家能源安全，導致經(jīng)濟損失并影響社會秩序。

  多地暫緩、暫停分布式并網(wǎng)

為應對上述變化，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；未備案項目，由相關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。

湖南省明確暫停未納入“十四五"建設方案的“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。

此前因分布式“整縣推進"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，不達標的并網(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)負荷中斷或減少，影響項目運行的，要及時引進新增負荷，確保項目建成后按照申報方案運行。若項目投產(chǎn)后，運行能力達不到申報方案提出的生產(chǎn)曲線水平，并由此導致棄風、棄光問題，造成的投資損失由相關企業(yè)及所在盟市自行承擔，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（備案）要求建設，儲能配置、自主調峰水平等關鍵技術指標不滿足實施細則要求，以及新增負荷未全部投運的項目，不允其并網(wǎng)發(fā)電。

  呼吁加強電網(wǎng)靈活調節(jié)

近期，山東省太陽能行業(yè)協(xié)會常務副會長張曉斌提到，對于當前的分布式市場，讓利給電網(wǎng)的靈活調節(jié)已經(jīng)到了關鍵時候。但是，如何將利潤轉移到支持分布式電網(wǎng)建設上，以及實現(xiàn)讓利后是換成儲能的調節(jié)，還是容量補償?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。因此，采用一種自發(fā)自用，余電不上網(wǎng)的技術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)濟損失。針對此類項目，采用逆功率保護裝置來防止分布式光伏電站向電網(wǎng)反送電，當保護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。為了達到逆功率保護動作，我們公司提出了一種完整的逆功率調控技術方案，實時調整逆變器的功率和運行方式，達到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裝置，同時安裝一臺具備邊緣計算能力的調控裝置，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，當光伏發(fā)電功率大于負載時，通過發(fā)出調功指令，及時調整逆變器處于低于負荷功率的運行水平，從而保障光伏電站正常運行。

二、逆功率調控運行方式

逆功率調控的運行方式如下圖，在光伏電站安裝：

逆功率保護裝置，用于逆功率時保護動作，跳開斷路器；

QT340雙向功率（防逆流）電表，用于實時監(jiān)測負荷功率情況；

QT241G調控裝置，用于計算實時功率，下發(fā)調功指令到光伏逆變器。

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

三、逆功率調控原理

光伏電站逆功率?是指當光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量大于負載消耗的電量時，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，它可能會導致電網(wǎng)的不穩(wěn)定運行，對設備和系統(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裝置，也稱為逆功率保護裝置。

防逆流保護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)保護動作，防止電流從負載側流向電源側，從而保護設備和系統(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)。

防逆流調控原理：?QT241G調控裝置就是利用光伏逆變器的這個調節(jié)能力，通過對負荷側的功率檢測，當發(fā)現(xiàn)光伏功率大于負荷功率時，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)逆功率保護動作。

四、總結

目前市面上比較主流的兩類防逆流保護裝置，一種類型是剛性防逆流，當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)點是反應非常快，無響應時延；缺點是直接斷開光伏會影響電站的經(jīng)濟運行。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)電側與負荷側的功率情況，通過實時調節(jié)PCS 的輸出功率來達到兩側功率匹配的目的，從而避免逆流的情況，這種方式更具備經(jīng)濟效益，但是控制PCS 功率的技術方案繁多，目前市面技術也都良莠不齊，響應時延的問題依然存在。

不同于以上兩類方案，我們的技術方案同時具備了剛性防逆流的反應快以及柔性防逆流的經(jīng)濟效益，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)主大力認可。未來，我們還將繼續(xù)深耕電力能源領域，始終貫徹技術創(chuàng)新、持續(xù)改進。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。