新能源光伏電站低壓并網(wǎng)380V-110KV群控群調(diào)調(diào)頻解決方案

分布式光伏大規(guī)模接入，對(duì)配電網(wǎng)的承載能力與消納能力都提出了較高的要求。光伏發(fā)電出力具有隨機(jī)波動(dòng)、日周期間歇性和季節(jié)性變化特點(diǎn)，與常規(guī)電源存在顯著差異，使原有的電力電量平衡、匹配容量選取、網(wǎng)絡(luò)安全約束等電網(wǎng)規(guī)劃的邊界條件發(fā)生很大變化。因此，必須對(duì)分布式光伏未來建設(shè)目標(biāo)與電網(wǎng)目前承載和消納能力進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，為整縣屋頂分布式光伏有序開發(fā)、配電網(wǎng)安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與分布式光伏充分消納奠定基礎(chǔ)。

功率預(yù)測(cè)與群調(diào)群控應(yīng)對(duì)并網(wǎng)困難

分布式光伏發(fā)電出力具有很強(qiáng)的波動(dòng)性和隨機(jī)性，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成三方面的影響：一是由于分布式光伏太陽落山之后輸出為零，這種出力特性會(huì)加大電網(wǎng)負(fù)荷的峰谷差，給電網(wǎng)調(diào)度帶來巨大困難。二是分布式光伏出力與用戶實(shí)際用電負(fù)荷二者融合后形成電網(wǎng)凈負(fù)荷，分布式光伏將太陽輻射的隨機(jī)波動(dòng)引入電網(wǎng)凈負(fù)荷，令其隨機(jī)性大大增加，從而使得電網(wǎng)負(fù)荷的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)變得愈發(fā)困難。三是分布式光伏的出力特性與電網(wǎng)負(fù)荷的需求特性并不匹配，其充分消納面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。上述三點(diǎn)導(dǎo)致電網(wǎng)調(diào)度面臨“高峰時(shí)段電力供應(yīng)不足、低谷期間光伏消納困難”兩難局面。

隨著整縣屋頂光伏開發(fā)工作的加速推進(jìn)，海量分散式接入的分布式光伏給電網(wǎng)運(yùn)行帶來的壓力和挑戰(zhàn)將日益凸顯，必須將分布式電源也有機(jī)地融入全網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行中。分布式光伏功率預(yù)測(cè)及其群調(diào)群控是應(yīng)對(duì)上述困難的有效技術(shù)手段。

新能源群控群調(diào)響應(yīng)系統(tǒng)，通過采集并網(wǎng)點(diǎn)CT、PT的信號(hào)，測(cè)量頻率后根據(jù)有功-頻率下垂特性折線函數(shù)，計(jì)算調(diào)度104下發(fā)的遠(yuǎn)動(dòng)定值電站目標(biāo)出力的大小，計(jì)算分解到逆變器出力大小，通過通信網(wǎng)絡(luò)將目標(biāo)調(diào)節(jié)指令快速傳送至每一臺(tái)發(fā)電單元，發(fā)電單元的控制系統(tǒng)根據(jù)下發(fā)的目標(biāo)值進(jìn)行負(fù)荷的調(diào)節(jié)，達(dá)到頻率響應(yīng)和主動(dòng)支撐的目的。

2、新能源光伏電站快速調(diào)頻方案設(shè)計(jì)

新能源光伏電場(chǎng)場(chǎng)站通過加裝獨(dú)立控制裝置完成有功頻率控制，讓并網(wǎng)點(diǎn)具有參與電網(wǎng)頻率快速調(diào)整能力。

使用快速頻率控制和采樣裝置；

根據(jù)新能源電站實(shí)際情況考慮對(duì)電站AGC及逆變器進(jìn)行升級(jí)/改造，保證快速頻率響應(yīng)的整體性能。

新能源場(chǎng)站并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，在外界負(fù)荷變動(dòng)影響下，電網(wǎng)頻率發(fā)生變化時(shí)，能夠自動(dòng)計(jì)算并調(diào)整當(dāng)前有功出力，使之與外界負(fù)荷相平衡，盡可能減少電網(wǎng)頻率變化，這一過程即為新能源場(chǎng)站群控群調(diào)有功無功頻率調(diào)節(jié)響應(yīng)。

（1）頻率體現(xiàn)電網(wǎng)有功供需平衡關(guān)系

（2）供大于求，頻率升高，則降有功

（3）供不應(yīng)求，頻率降低，則升有功

（4）快速調(diào)整發(fā)電出力，拉回頻率

（5）頻率過高、過低都有危害

3、光伏電站一次調(diào)頻實(shí)施方案

（一）光伏電站群控群調(diào)響應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成清單：

（1）功率控制設(shè)備，功率控制設(shè)備直采并網(wǎng)點(diǎn)電壓電流。

（2）快速功率群控群調(diào)終端Pbox6220，搭建光伏區(qū)環(huán)網(wǎng)并將光伏環(huán)網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給功率控制設(shè)備，接裝置數(shù)量由集電線路數(shù)量和光伏區(qū)環(huán)網(wǎng)數(shù)量決定。

（3）交換機(jī)，將所有群控群調(diào)終端Pbox6220的數(shù)據(jù)匯集并上送給功率控制設(shè)備。

（4）監(jiān)控后臺(tái)。

（5）每臺(tái)群控群調(diào)終端Pbox6220與GPS通信屏光口（光伏區(qū)光纖環(huán)網(wǎng)接口）之間布設(shè)4個(gè)光纖跳線，分別接在快速功率群控群調(diào)終端Pbox6220的2個(gè)光口上，并與光伏區(qū)現(xiàn)場(chǎng)快速功率群控群調(diào)終端Pbox6220對(duì)接。

（二）光伏電站群控群調(diào)響應(yīng)系統(tǒng)光伏區(qū)部署：

（1）箱變低壓側(cè)部署快速功率采集和協(xié)議轉(zhuǎn)換的群控群調(diào)終端裝置Pbox6220A，用于規(guī)約轉(zhuǎn)換功能和組建光纖環(huán)網(wǎng)功能。

（2）群控群調(diào)終端裝置安裝在箱變低壓側(cè)，從箱變低壓側(cè)取220V交流電源，從原光纖配線架上接跳纖搭建光纖環(huán)網(wǎng)，同時(shí)接逆變器。

（3）群控群調(diào)終端裝置PBOX6220A的ETH4口用網(wǎng)線接入環(huán)網(wǎng)交換機(jī)。

（4）群控群調(diào)終端裝置配置，參考在線配置幫助文檔。

（5）查看逆變器性能指標(biāo)，是否具備毫秒級(jí)功率控制能力，視情況決定是否升級(jí)。

（三）光伏電站群控群調(diào)系統(tǒng)的功能：

（1）實(shí)現(xiàn)了AGC、AVC、一次調(diào)頻和一次調(diào)壓功能，AGC、AVC和一次調(diào)頻功能滿足調(diào)度要求。

（2）有功控制時(shí)間小于200ms，動(dòng)態(tài)無功響應(yīng)時(shí)間小于30ms。

4、新能源光伏快頻與傳統(tǒng)一次調(diào)頻的區(qū)別

（1）調(diào)試對(duì)象不同：傳統(tǒng)一次調(diào)頻是由發(fā)電機(jī)組調(diào)速器完成；新能源快頻是由光伏逆變器或風(fēng)電機(jī)組完成。

（2）響應(yīng)時(shí)間不同：傳統(tǒng)一次調(diào)頻響應(yīng)時(shí)間長，受機(jī)械設(shè)備而性能、損耗影響；新能源快頻是通過電子設(shè)備運(yùn)算，響應(yīng)速度、精度較高。

（3）通訊方式不同：傳統(tǒng)一次調(diào)頻通過硬接線通訊，受現(xiàn)場(chǎng)施工影響大；新能源快頻可以通過網(wǎng)絡(luò)通訊，施工更加靈活。

（4）動(dòng)作范圍不同：傳統(tǒng)一次調(diào)頻動(dòng)作范圍?。恍履茉纯祛l在合適天氣下可調(diào)節(jié)范圍更大。

（5）調(diào)節(jié)精度不同：傳統(tǒng)一次調(diào)頻是有差調(diào)節(jié)；新能源快頻是智能化策略分配，調(diào)節(jié)更智能、效果更好。

5、光伏電站一次調(diào)頻應(yīng)用價(jià)值

（1）新能源光伏電站一次調(diào)頻安全性更高：快速功率調(diào)節(jié)新能源快速功率調(diào)節(jié)為二次操作，利用新型電力電子技術(shù)，安全性高。而傳統(tǒng)功率調(diào)節(jié)傳統(tǒng)功率調(diào)節(jié)使用的是一次設(shè)備，如旋轉(zhuǎn)機(jī)械、鍋爐等設(shè)備，同時(shí)在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)會(huì)有短路電流。

（2）新能源光伏電站一次調(diào)頻可靠性更高：快速功率調(diào)節(jié)新能源快速功率調(diào)節(jié)為分布式，即使有部分逆變器/變流器故障，服務(wù)器根據(jù)在線數(shù)量重新分配無功調(diào)節(jié)量，保證無功調(diào)節(jié)不間斷，可靠性高。而傳統(tǒng)功率調(diào)節(jié)傳統(tǒng)功率調(diào)節(jié)為集中式，出現(xiàn)故障時(shí)整站失去無功調(diào)節(jié)能力。

（3）新能源光伏電站一次調(diào)頻調(diào)節(jié)速度快：快速功率調(diào)節(jié)新能源電站快速功率調(diào)節(jié)是利用電力電子設(shè)備與電力系統(tǒng)進(jìn)行功率交換，依靠高速通信網(wǎng)，功率控制靈活，調(diào)節(jié)速度可以達(dá)到毫秒級(jí)。而傳統(tǒng)功率調(diào)節(jié)傳統(tǒng)功率調(diào)節(jié)利用大型調(diào)節(jié)設(shè)備，功率控制不靈活。