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為何6MW成為分布式光伏的“黃金分割點(diǎn)”

更新時(shí)間:2024-11-13      瀏覽次數(shù):196


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(jī)裝機(jī)容量也是以6MW為界點(diǎn)。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(gè)項(xiàng)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(xiàng)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(jìn)行了明確的定義和標(biāo)準(zhǔn)分類:“第二十條 光伏電站項(xiàng)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(xiàng)目的接網(wǎng)意見由地市級或縣級電網(wǎng)企業(yè)出具。"

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(xiàng)目建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)的通知》規(guī)定,普通光伏電站裝機(jī)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(xiàng)目就地開發(fā)、就近利用且單點(diǎn)并網(wǎng)裝機(jī)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(xiàng)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(xiàng)目做了更細(xì)致的分類,共分四類,且不同類型項(xiàng)目,并網(wǎng)模式不同,具體如下圖所示


圖片1.png

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(jì)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(jì)基于以下幾個(gè)技術(shù)考慮:

負(fù)荷側(cè)考慮:10kV配電網(wǎng)屬于負(fù)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(fù)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(jì)標(biāo)準(zhǔn),10kV線路在接入分布式光伏電站時(shí),其電源點(diǎn)不應(yīng)超過6MW。超過此容量,電網(wǎng)需要承受更大的負(fù)荷,可能影響局部電網(wǎng)的供電穩(wěn)定性。

進(jìn)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)最多的就是10kV配電網(wǎng)中,而10kV配網(wǎng)我們以前在配網(wǎng)設(shè)計(jì)過程進(jìn)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(shí),電纜和開關(guān)的負(fù)荷將大幅增加,配電設(shè)備需要進(jìn)行全面升級,這將導(dǎo)致成本的上升。所以這個(gè)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(huì)對輸電系統(tǒng)造成過大的壓力。超過6MW時(shí),線路損耗和電壓波動(dòng)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(yùn)行經(jīng)驗(yàn),6MW是一個(gè)相對合理的容量界限,原因如下:

功率波動(dòng)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(shí),光伏電站的功率輸出波動(dòng)顯著。對于10kV配電網(wǎng)而言,6MW以下的光伏電站功率波動(dòng)相對較小,易于電網(wǎng)進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)。而超過6MW時(shí),功率波動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jìn)行有效控制,而超過6MW時(shí),電壓調(diào)節(jié)設(shè)備和無功補(bǔ)償裝置(SVG等)需要進(jìn)一步加強(qiáng),增加了電網(wǎng)運(yùn)行的復(fù)雜性和成本。

電網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì):在6MW以下的光伏電站中,現(xiàn)有的電網(wǎng)保護(hù)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(shí)可能引發(fā)較為嚴(yán)重的電力中斷。因此,需要對保護(hù)設(shè)備進(jìn)行重新設(shè)計(jì),確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。

4. 經(jīng)濟(jì)性角度

項(xiàng)目投資和回報(bào):6MW以下的光伏項(xiàng)目規(guī)模適中,設(shè)備投資和施工成本較為合理,同時(shí)能夠較快實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)。超出6MW的項(xiàng)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(xiàng)目的整體經(jīng)濟(jì)效益。

政策支持與補(bǔ)貼:國家和地方政府對分布式光伏項(xiàng)目的補(bǔ)貼政策多集中于中小規(guī)模項(xiàng)目,6MW以下的項(xiàng)目更容易獲得財(cái)政支持和稅收優(yōu)惠。而大于6MW的項(xiàng)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(shí)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(huì)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(shí)際用電需求,導(dǎo)致電力浪費(fèi)。同時(shí),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(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)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(xiàng)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(hù)測控裝置、防孤島、防逆流控制裝置、計(jì)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(shí)時(shí)顯示和報(bào)警,提供遠(yuǎn)程遙控操作和調(diào)節(jié),并具備光功率預(yù)測、無功補(bǔ)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(rèn)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,保障光伏電站運(yùn)行穩(wěn)定可靠性。

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2 分布式光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)保護(hù)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(hù)、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。

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并網(wǎng)監(jiān)測

監(jiān)測并網(wǎng)點(diǎn)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(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù),并提供遠(yuǎn)程分合閘控制。

圖片3.png 

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(yùn)行狀態(tài)、電流電壓總有效值、電壓波動(dòng)、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(shí)的做出應(yīng)對方案。

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4 電能質(zhì)量監(jiān)視界面圖

發(fā)電功率曲線分析

實(shí)時(shí)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(shí)預(yù)警異常發(fā)電工況并提供數(shù)據(jù)分析功能。

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5 光伏發(fā)電功率曲線分析

 

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)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(gè)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(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

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6 站內(nèi)設(shè)備系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

主接線圖

此界面可以查看高壓保護(hù)柜的電量參數(shù),監(jiān)視斷路器和手車的狀態(tài),在遠(yuǎn)方狀態(tài)時(shí)可以遙控?cái)嗦菲鞯姆趾?,監(jiān)視高壓柜保護(hù)裝置的參數(shù),能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)異常,及時(shí)做出相應(yīng)的處理。

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7 主接線界面圖


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