中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2017年12月7日，中國電力科學(xué)研究院新能源中心陳志磊出席某“高峰論壇一：智能逆變器與智能電力系統(tǒng)”并作主題演講。
以下為發(fā)言實(shí)錄：
新能源接入對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營安全到底帶來什么影響？我們知道無論發(fā)電相關(guān)產(chǎn)業(yè)還是光伏，最后一個(gè)環(huán)節(jié)都是電網(wǎng)。前面很多問題都會(huì)在電網(wǎng)的環(huán)節(jié)集中暴露，我們的關(guān)注點(diǎn)更多的要放在接入的環(huán)節(jié)，因?yàn)槭亲罱K產(chǎn)生收益和效益的環(huán)節(jié)，也是最能體現(xiàn)需求的環(huán)節(jié)。我說標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)之前，還是先與大家說說到底有什么問題。大家了解清楚問題，才能容易理解為什么這么多要求，為什么會(huì)有這么多點(diǎn)提出。
新能源發(fā)展至今有三大問題，并網(wǎng)是否可以安全接入，運(yùn)行是不是能夠得到有效的管控，最后就是消納。新能源并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)安全的影響，主要是在電壓、頻率和次同步方面。由于傳統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)連成同步電網(wǎng)，自身的基因就帶有這方面的問題，所以電網(wǎng)實(shí)際研究中關(guān)注的就是這幾個(gè)參數(shù)。新能源接入后能夠影響到的就是這幾個(gè)點(diǎn)，其它的可能影響不到。現(xiàn)在無論用變流器，逆變器都是與半導(dǎo)體的發(fā)展分不開，有自身的優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，增加了電網(wǎng)運(yùn)行方面的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定造成一定影響。如果新能源機(jī)組的耐受電壓能力不夠，會(huì)出現(xiàn)大范圍的脫網(wǎng)。如果直流出現(xiàn)功率閉鎖，也會(huì)導(dǎo)致頻率下降，極易引發(fā)脫網(wǎng)。
說到接入安全，第一個(gè)影響是由于新能源設(shè)備或新能源發(fā)電機(jī)組耐受故障穿越能力不足，導(dǎo)致大規(guī)模脫網(wǎng)。2009年時(shí)，由于國家政策的出臺(tái)風(fēng)電大發(fā)展。當(dāng)時(shí)對(duì)風(fēng)電機(jī)組沒有提出要求，導(dǎo)致脫網(wǎng)的主要原因。2011年大規(guī)模脫網(wǎng)有八次，脫網(wǎng)風(fēng)機(jī)達(dá)到5447臺(tái)次。光伏走在三年后的，很多彎路光伏看到就不走了。2011年和2012年時(shí)光伏啟動(dòng)一大批接入的標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，電網(wǎng)適應(yīng)性和電能質(zhì)量等要求都進(jìn)一步優(yōu)化。光伏到目前為止能夠數(shù)得上的脫網(wǎng)比較少，大家都不清楚。由于新能源大規(guī)模接入對(duì)傳統(tǒng)同步電網(wǎng)的慣量產(chǎn)生影響，新能源接入以后擠占了常規(guī)火電機(jī)組的發(fā)展空間。
由于新能源裝機(jī)再加上直流的發(fā)展，使得交流部分占比下降。西北電網(wǎng)過程中，風(fēng)電和光伏的裝機(jī)比例很高，2020年會(huì)超過50%。電網(wǎng)頻率和電壓穩(wěn)定性的影響，現(xiàn)有常規(guī)發(fā)電，常規(guī)的火電和水電都是有一次調(diào)頻和調(diào)壓的要求。我們對(duì)新能源要下狠手，建議參與調(diào)壓調(diào)頻的能力。以東北電網(wǎng)現(xiàn)有的負(fù)荷來說，在直流閉鎖的情況下?lián)p失三百萬。如果在西北網(wǎng)沒有風(fēng)電的情況下，可能頻率下降由于系統(tǒng)內(nèi)慣量同步機(jī)組補(bǔ)充，頻率下降只有0.7赫茲。假設(shè)由于網(wǎng)內(nèi)風(fēng)電出力達(dá)到一千萬，這一千萬的風(fēng)電不具備自調(diào)頻能力。東北網(wǎng)的調(diào)頻備用減少一千多萬，這時(shí)再發(fā)生直流閉鎖的情況下，我的頻率下跌會(huì)達(dá)到1.1赫茲。西北網(wǎng)為例，由于風(fēng)電和沒有風(fēng)電造成了頻率的變化差別非常大，為什么對(duì)新能源要提參與電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)壓的要求。
新能源機(jī)組產(chǎn)生的次同步諧波引發(fā)同步振蕩，這件事分析了很久，由于把風(fēng)電切了這個(gè)現(xiàn)象沒有了。由于風(fēng)電機(jī)組的互相推拉關(guān)系，電氣距離很近，中間影響非常大，不像常規(guī)的火電機(jī)組兩個(gè)機(jī)組之間跨幾十公里上百公里的距離，它們之間的耦合性不強(qiáng)。
分布式今年發(fā)展特別快，剛才說浙江有十萬戶用。分布式接入到配網(wǎng)又會(huì)帶來什么問題？電力平衡與調(diào)峰壓力不斷增加，隨著輸電工程的建設(shè)，東部省份江浙滬一帶電網(wǎng)特征特別明顯。原來常規(guī)的電網(wǎng)變成售配電特性與原來不一樣，加上分布式的高發(fā)增長，高比例接入，使得與集中式的風(fēng)電光伏和水電產(chǎn)生疊加效應(yīng)。分布式調(diào)度是往上的，不知道現(xiàn)在處于什么狀態(tài)，發(fā)電量是什么樣子的，電壓頻率是不是在限制之內(nèi)根本不知道。
無功平衡電壓控制問題。最早分布式里不提這些問題，但現(xiàn)在不提不行。集中式的大電站里重點(diǎn)要求電壓，分布式里當(dāng)時(shí)作為負(fù)荷，而沒有作為電源看。大電網(wǎng)出現(xiàn)問題先自保，不需要做過多的支撐，但現(xiàn)在已經(jīng)不允許你自保必須得支撐。節(jié)假日電網(wǎng)負(fù)荷下降明顯，造成系統(tǒng)內(nèi)大量有功過剩。最近幾天太陽非常好，風(fēng)非常大，分布式大發(fā)，系統(tǒng)電壓進(jìn)一步過剩，發(fā)生功率倒送的情況。
電能質(zhì)量水平下降明顯。由于接入的太密集，很小的量放大。新能源發(fā)展到今天的體量，無論對(duì)大電網(wǎng)還是配電，無論是集中式還是分布式，接入電網(wǎng)帶來的一些問題。電網(wǎng)職責(zé)就是確保安全，確保大家有電用。新能源是大方向，最后一個(gè)環(huán)節(jié)是并到電網(wǎng)上，但大家一定要認(rèn)識(shí)到問題是客觀存在的。只有意識(shí)到問題，后續(xù)才能有針對(duì)性的解決問題。
標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。光伏發(fā)電領(lǐng)域有相關(guān)體系，只涉及到技術(shù)通用、規(guī)劃設(shè)計(jì)、技術(shù)要求、測試評(píng)價(jià)、調(diào)度管理和驗(yàn)收，也包括預(yù)測和設(shè)計(jì)與工程建設(shè)。有57項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)度管理有12項(xiàng)國標(biāo)，10項(xiàng)行標(biāo)。規(guī)劃設(shè)計(jì)有3項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)和1項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)要求有4項(xiàng)，國標(biāo)1項(xiàng)。測試評(píng)價(jià)有3項(xiàng)國標(biāo)，7項(xiàng)行標(biāo)。基礎(chǔ)通用有5項(xiàng)國標(biāo)和1項(xiàng)行標(biāo)。驗(yàn)收相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。標(biāo)準(zhǔn)在制定時(shí)也是根據(jù)出發(fā)點(diǎn)和側(cè)重點(diǎn)，大家可能在看標(biāo)準(zhǔn)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)存在互相交流，存在數(shù)據(jù)有不一致的情況，或者說兩個(gè)要求不太順的情況。當(dāng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)出發(fā)點(diǎn)不一樣，側(cè)重點(diǎn)不一樣。能夠指導(dǎo)分布式，但不是為分布式而制定。針對(duì)分布式光伏19964、29319、33593為主線，形成了一套標(biāo)準(zhǔn)。涉及到的內(nèi)容包括功率控制、故障穿越、安全保護(hù)、電網(wǎng)適應(yīng)性、調(diào)度自動(dòng)化。功率控制、故障穿越、安全與保護(hù)，電網(wǎng)適應(yīng)性、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，電能質(zhì)量、功率預(yù)測、仿真和模型參數(shù)，來支持分布式的發(fā)電。雖然前面做了很多工作，也形成相關(guān)體系，這只是體系中的小部分，我們還有大的體系。風(fēng)電到2016年初用十年實(shí)現(xiàn)一百倍的增長，光伏用五年實(shí)現(xiàn)百倍的增長。標(biāo)準(zhǔn)制定的時(shí)間更短，在短的時(shí)間內(nèi)出一套體系性的標(biāo)準(zhǔn)，有效地指導(dǎo)行業(yè)。但難免有不足的地方，目前分布式光伏涉及到分布式電源、光伏發(fā)電、分布式能源、微電網(wǎng)。我們看標(biāo)準(zhǔn)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)有交疊，也有界面不清的地方，因?yàn)殛P(guān)注點(diǎn)不一樣。分布式電源主要從電源的角度出發(fā)，考慮問題也是從電源的角度。微電網(wǎng)主要是考慮和大電網(wǎng)的互聯(lián)互通，現(xiàn)在的交叉領(lǐng)域很多。
前面說的事，如果儲(chǔ)能能夠解決都不是事，大電網(wǎng)遇到的任何事都可以拿儲(chǔ)能來講。儲(chǔ)能的標(biāo)準(zhǔn)走在前面，里面寫的并不全，只是針對(duì)儲(chǔ)能變流器相關(guān)的。儲(chǔ)能系統(tǒng)中很多的性能是由儲(chǔ)能變流器體現(xiàn)的，國家標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和光伏企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
標(biāo)準(zhǔn)解析。光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術(shù)要求，這是批準(zhǔn)待發(fā)布的狀態(tài)。增加一次調(diào)頻功能要求，要求逆變器參與電網(wǎng)的一次調(diào)頻。無功，原先對(duì)新能源無功是無要求的。隨著輔助機(jī)制的出臺(tái)，無功有要求?，F(xiàn)在對(duì)逆變器來說會(huì)提高無功算法。提了低電壓穿越后，在標(biāo)準(zhǔn)里把高電壓穿越正式拿出來。由于特高壓直流建設(shè)進(jìn)度的加快，新能源恰恰是在輸電的電源端。
針對(duì)儲(chǔ)能變流器也有國標(biāo)34120，各測試項(xiàng)目有要求，針對(duì)并網(wǎng)、離網(wǎng)和并離網(wǎng)有要求。低電壓穿越很關(guān)鍵。電網(wǎng)適應(yīng)性對(duì)儲(chǔ)能的要求很苛刻，重放電切換，動(dòng)態(tài)瞬變。
我解決不了標(biāo)準(zhǔn)問題，因?yàn)樯婕暗矫婧軓V。今天主要跟大家說問題，讓大家理解的問題，也就不難理解為什么提要求。
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