新能源光伏電站低壓并網380V-110KV群控群調調頻解決方案

分布式光伏大規(guī)模接入，對配電網的承載能力與消納能力都提出了較高的要求。光伏發(fā)電出力具有隨機波動、日周期間歇性和季節(jié)性變化特點，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、網絡安全約束等電網規(guī)劃的邊界條件發(fā)生很大變化。因此，必須對分布式光伏未來建設目標與電網目前承載和消納能力進行統(tǒng)籌規(guī)劃，為整縣屋頂分布式光伏有序開發(fā)、配電網安全可靠經濟運行與分布式光伏充分消納奠定基礎。

功率預測與群調群控應對并網困難

分布式光伏發(fā)電出力具有很強的波動性和隨機性，對電網運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，這種出力特性會加大電網負荷的峰谷差，給電網調度帶來巨大困難。二是分布式光伏出力與用戶實際用電負荷二者融合后形成電網凈負荷，分布式光伏將太陽輻射的隨機波動引入電網凈負荷，令其隨機性大大增加，從而使得電網負荷的精準預測變得愈發(fā)困難。三是分布式光伏的出力特性與電網負荷的需求特性并不匹配，其充分消納面臨嚴峻挑戰(zhàn)。上述三點導致電網調度面臨“高峰時段電力供應不足、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，海量分散式接入的分布式光伏給電網運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地融入全網的調度運行中。分布式光伏功率預測及其群調群控是應對上述困難的有效技術手段。

新能源群控群調響應系統(tǒng)，通過采集并網點CT、PT的信號，測量頻率后根據有功-頻率下垂特性折線函數，計算調度104下發(fā)的遠動定值電站目標出力的大小，計算分解到逆變器出力大小，通過通信網絡將目標調節(jié)指令快速傳送至每一臺發(fā)電單元，發(fā)電單元的控制系統(tǒng)根據下發(fā)的目標值進行負荷的調節(jié)，達到頻率響應和主動支撐的目的。

2、新能源光伏電站快速調頻方案設計

新能源光伏電場場站通過加裝獨立控制裝置完成有功頻率控制，讓并網點具有參與電網頻率快速調整能力。

使用快速頻率控制和采樣裝置；

根據新能源電站實際情況考慮對電站AGC及逆變器進行升級/改造，保證快速頻率響應的整體性能。

新能源場站并網運行時，在外界負荷變動影響下，電網頻率發(fā)生變化時，能夠自動計算并調整當前有功出力，使之與外界負荷相平衡，盡可能減少電網頻率變化，這一過程即為新能源場站群控群調有功無功頻率調節(jié)響應。

（1）頻率體現電網有功供需平衡關系

（2）供大于求，頻率升高，則降有功

（3）供不應求，頻率降低，則升有功

（4）快速調整發(fā)電出力，拉回頻率

（5）頻率過高、過低都有危害

3、光伏電站一次調頻實施方案

（一）光伏電站群控群調響應系統(tǒng)設備構成清單：

（1）功率控制設備，功率控制設備直采并網點電壓電流。

（2）快速功率群控群調終端Pbox6220，搭建光伏區(qū)環(huán)網并將光伏環(huán)網的數據轉發(fā)給功率控制設備，接裝置數量由集電線路數量和光伏區(qū)環(huán)網數量決定。

（3）交換機，將所有群控群調終端Pbox6220的數據匯集并上送給功率控制設備。

（4）監(jiān)控后臺。

（5）每臺群控群調終端Pbox6220與GPS通信屏光口（光伏區(qū)光纖環(huán)網接口）之間布設4個光纖跳線，分別接在快速功率群控群調終端Pbox6220的2個光口上，并與光伏區(qū)現場快速功率群控群調終端Pbox6220對接。

（二）光伏電站群控群調響應系統(tǒng)光伏區(qū)部署：

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

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

（3）群控群調終端裝置PBOX6220A的ETH4口用網線接入環(huán)網交換機。

（4）群控群調終端裝置配置，參考在線配置幫助文檔。

（5）查看逆變器性能指標，是否具備毫秒級功率控制能力，視情況決定是否升級。

（三）光伏電站群控群調系統(tǒng)的功能：

（1）實現了AGC、AVC、一次調頻和一次調壓功能，AGC、AVC和一次調頻功能滿足調度要求。

（2）有功控制時間小于200ms，動態(tài)無功響應時間小于30ms。

4、新能源光伏快頻與傳統(tǒng)一次調頻的區(qū)別

（1）調試對象不同：傳統(tǒng)一次調頻是由發(fā)電機組調速器完成；新能源快頻是由光伏逆變器或風電機組完成。

（2）響應時間不同：傳統(tǒng)一次調頻響應時間長，受機械設備而性能、損耗影響；新能源快頻是通過電子設備運算，響應速度、精度較高。

（3）通訊方式不同：傳統(tǒng)一次調頻通過硬接線通訊，受現場施工影響大；新能源快頻可以通過網絡通訊，施工更加靈活。

（4）動作范圍不同：傳統(tǒng)一次調頻動作范圍??；新能源快頻在合適天氣下可調節(jié)范圍更大。

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

5、光伏電站一次調頻應用價值

（1）新能源光伏電站一次調頻安全性更高：快速功率調節(jié)新能源快速功率調節(jié)為二次操作，利用新型電力電子技術，安全性高。而傳統(tǒng)功率調節(jié)傳統(tǒng)功率調節(jié)使用的是一次設備，如旋轉機械、鍋爐等設備，同時在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時會有短路電流。

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

（3）新能源光伏電站一次調頻調節(jié)速度快：快速功率調節(jié)新能源電站快速功率調節(jié)是利用電力電子設備與電力系統(tǒng)進行功率交換，依靠高速通信網，功率控制靈活，調節(jié)速度可以達到毫秒級。而傳統(tǒng)功率調節(jié)傳統(tǒng)功率調節(jié)利用大型調節(jié)設備，功率控制不靈活。