由于我们国家资源和光照的逆向分布,西北地区光照资源很丰富,但是当地的重工业比较小。在东南沿海用电量很大的地方,离西北地区很远,所以需要远距离的传输,这也是现在特变压解决的一个问题。目前来看,这个问题还是比较严重,在西北地区出现了一些问题。秦主任分享解决方法,打破行业难题。
以下是国家电网中国电力科学研究院副主任秦筱迪演讲内容:
各位代表同仁大家下午好!本人来自国家电网,中国电力科学研究院,我们中心主要是做光伏并网研究和相关测试评估。今天演讲的主题是光伏电站并网检测与评估技术,实际上这是两个完全不同的内容,光伏的并网测试,光网电站整体的评估,它的角度、出发点都不一样,并网的检测注重电网端,从电网的安全性角度出发,评估整体光伏电站的性能。评估技术是针对电站整体看电站整体它的发电性能,发电效率。
整个介绍分为四部分:首先,简短的介绍一下中国发电的现状。我们国家的光伏发展是完全两个独立的方向,传统的新能源,比如风电还不太一样,风电是大型的,集中式的,光伏有大型的集中电站,比如集中在中国的西北部地区,风能资源很丰富,有很大的地域优势。但是,东南沿海地区没有这么大的面积,所以光伏在东南沿海是分布式的发展。这两种发展方式并网要求完全不一样。针对并网企业对两个电站是完全不同的要求,大型电站规模效益很显著,资源可以集中开发,整体的开发成本单价比较低,同时扩容简单,集中控制,调度比较方便,集中式的优点就是西北地区对电网来讲更像把它当成常规的水电和火电站,同时在电网中承担一定的责任。
但是,由于我们国家资源和光照的逆向分布,西北地区光照资源很丰富,但是当地的重工业比较小。在东南沿海用电量很大的地方,离西北地区很远,所以需要远距离的传输,这也是现在特变压解决的一个问题。目前来看,这个问题还是比较严重,在西北地区出现了一些问题。
分布式电站有它本身的特点,靠近用户,电量就地消纳,本身的线路损耗比较小,可以与主网灵活的连接。同时,优秀本身自己固有的缺点,比如引起配电网潮流变化,保护定值难以设定、通信、吉林等二次系统带来挑战。这是我们国家发电发展的一个规模,整个在青海地区,光伏发电装机容量超过它本地负荷比较大的比例,如果抛出常规已有的水电站,本身的光伏足够满足负荷,之前多出的电如果不采取有效的手段,通过有效传输传到电力的需求地方,本地是无法消纳的。这是每年装机容量的规模和未来的规划,实际上光伏的规划很难做准确的预估,因为发展规模和发展态势很大,同时我们国家还是一个缺电的国家,2013年是电力高峰,整个水电和火电难以供给我们逐渐增加的经济增长和负荷增加,新能源如果能够很好的解决这个问题,对并网来说,对千家万户来说还是非常需要的。
这是中国光伏并网的情况,甘肃省光伏装机容量最大,但是并网问题上,甘肃省的问题也是最凸显的。可能在座有一些相关领导,甘肃整个光伏电站限功率大概限到50%左右,或者更低,本来可以发很大的电,但是由于本地的负荷难以消纳,很那传出去,整个电站投资商是很大的损失。同时,青海、内蒙古、新疆等地区,近些年在光伏发电方面发展非常快,恰恰这几个大省本地负荷都非常小,都面临这样的问题,后面的问题都会凸显。江苏、河北、浙江、山东是分布式为主,本地的电站可以跟当地的负荷很好的结合和消纳,对电网的影响也不大,所以电网对这块来讲,分布式是完全放开的。
今年炒的比较火是农光户,农业用于光伏,应该是比较冷的一个方向,但是要讲一下它的并网问题,如果独立系统问题不大,但是如果并网,国家的农业自动化,农村电网问题还是比较多,农村电网的质量、假设,由于存在种种历史原因,目前来说,国家电网公司在很多年说明了这么一个口号,也做了很多工作,接触光伏之后,对电网有多大的影响,会进行有效的评估。这是西北省份接入光伏的容量,还有后面的规划。
下面介绍一下光伏发电并网技术与存在的问题。首先,光伏发电有自身本身的问题。常规的火力发电站,水力发电站,通过一定的能源,使发电机专起来,产生发电的机能,但是光伏是静止的,输出的是直流电,最后转成交流,所以本身没有转成惯量,很多电力系统的站态故障占整体故障的98%左右,这样对整个电力系统传统机电保护的安全要求都带来新的挑战。同时,本身光伏电站的周期性和间歇性,有云的时候发展比较好,可能影响比较大,同时晚上发电,这都是电力系统对光伏之间相关的一个矛盾点。
同时有电压稳定问题,常规的水电、火电要接受电网调度,进行调风调频计划的下达,光伏由于在西北,现在容量也非常大,百兆瓦及两百兆瓦的发电量比较多,要进行调度和调风调频,中午往往发电最多,但是并不是负荷发电量最大的问题,所以这是一个逆差的问题,也需要调配。同时,光伏病入电网需要逆变器技术变压的逆变,现在逆变器的技术,随着开关频率,等等技术的发展,这个问题在逐渐的解决,但是它本身不可否认它就是一个对电网的电能质量会带来一定的影响。以及我们说分布式配电网之后对传统的配电网带来一些问题。同时,光伏孤岛的问题,在国外也出现过安全事故。
基于这么多问题,所以光伏发电并网之前必须进行并网测试。在2009年我们国网公司启动了企业标准,陆续也牵头编制了行业标准和国家标准。整个标准出具之后,对光伏并网的要求提出了明确的指标。针对这种集中式的光伏发电站,主要提出GB-T19964的标准,针对分布式光伏是用GB-T29319的标准,对分布式的要求提的比较少。但是集中式电站在电网出现故障的时候,要求光伏电站进行一些支撑的作用。
介绍一下光伏并网的一些技术要求。首先,大型电站要进行有用功率控制,就是常规它的调度要有一个基于16850的接口,如果整个电网系统的电压或者频率出现了超限的问题,要对调度首先或者优先对常规的水电、火电进行限功率,把有功限下去,把电压进行稳定。如果区域内常规电站都进行了限功率,还无法解决电压和频率超限的时候,可能要对风电和光伏电站要进行限功率,当电压恢复正常的时候,再把它功率放开。所以,本身光伏电站要具备一个通讯接口,而且响应时间要具备一定的要求。同时,光伏电站没有调度单一的时候,进行自己电量的限制,保证它的质量满足国家标准要求。无功电压也一样,有功是控频率,无功是控电压,所有要求都是对电网安全提出的。
传统说的故障穿越,为什么这两年说的比较多,因为这已经给我们国家的国计民生带来过阵痛,2008到2009年风电场由于在西北地区不具备故障穿越的功能,导致很多电网产生很多故障。比如小鸟落到那儿,引起一个短期的电压的跌落,但是常常跌落过程中,常规电压完全可以承得住,水电和火电可以撑过去,但是新能源,风电和光伏,由于在跌落过程中没有支撑功能,导致自己的本体全部跳机,使电网在最弱的时候进一步损失了它的功率,使电网可能能恢复的一些故障变成一些本态的故障,导致电量的严重损失,对当地经济也造成了一些损失。
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