电科院何国庆：户用光伏电站容量不能超过变压器25%已是过时技术标准

发布日期：2018-01-24 浏览次数：3481

2018年中国户用光伏品牌大会”于1月23日在北京召开。本次会议由中国光伏行业协会主办，鉴衡认证中心承办。共有“从并网数据、商业模式看行业发展趋势”、“户用光伏风险与保障体系建设”和“户用光伏+”三个高峰论坛。中国电科院新能源研究中心分布式新能源研究室主任何国庆出席会议并作演讲。

以下为发言实录：

介绍分为四个方面，一个是发展的现状，一个是并网的影响，还有案例最后是提出一些解决的措施。在介绍之前我反馈一下，刚才王女士也讲到能力的问题，在这里面后面也会讲到，在很多地方现在还在用光伏逆变器25%的额定容量。电压器25%的容量来进行，实际上这一条在国家标准以及固网企业标准都已经被取消了。但是由于一些宣传还有一些技术的问题很多在地市一级的电力公司并不清楚已经被取消，所以这在进行一些限制。

在依托这一个会议我也跟大家说一下，这个指标已经是过时的技术标准，大家以后做光伏接入的时候，如果还有地市公司在拿这指标接入容量也是可以去说的，新的标准就是QGW1481分布式接入电网技术规定这是国网修订版这个指标已经没有不受这限制的。

这里面一些统计数据就是国网公司实际上从2011年、2012年开始就非常重视分布式光伏并网的问题。在2011年就提出了促进分布式光伏并网发展的指导意见，对中国的分布式光伏起到了一个很好的促进作用。在意见出台的六年左右的时间，国网范围之内截止到去年6月底分布式光伏并网容量达到了1585万千瓦，并网的数量超过30万个。主要是2015年、2016、2017年这三年增长非常快，浙江、山东和江苏是国内发展最快的三个省份。从统计数据来看接入35KV、10KV和380、220分别是148万、1161万、730千瓦，这一种户用占主要，运行模式方面余电上网和全部自用、全部上网这三种方式是比较多。接网投资是分布式光伏做的投资，分布式电源配套1744公里变电容量24万千伏安，这其中都是由光伏发电引起，因为在2011年这文件里面提出了分布式电源、分布式光源的投资和改造。但是你并网的那一部分，是你自己来掏钱。但是还会有很多电网改造包括计量表计商业性线路的改造等等这一些都是电网公司来投资建设，这几年的电网公司投资是11.5亿，实际上在2018年的国网公司的1号文里，我在微信圈里也分享了，国家电网公司2018年1号文就提出要禁闭促进分布式电源的发展，里面提出纳入国家扶贫计划的存积光伏电站380V和10千伏就要具备并网条件，这实际上对分布式光伏的一个利好。就是促进分布式光伏的并网。

分布式光伏它的作用和各方面的对国家节能减排的好处是非常好的。但是为什么在很多时候这一种光伏进去以后我们电网公司会讲有一些问题，实际上这里面给大家简单介绍一下，光伏接进以后会使电压升高，这实际上在很多地方已经产生了问题，安徽合肥有一些地方，特别是村级的扶贫电站里面已经出现了问题，它当然主要的问题是电网电压升高，烧毁家用电器，其实这个问题一开始逆变器的设置它的保护定价就是正负10%逆变器的保护从电网中末端越小。但是农民不知道，他发现就是说有的人家里面逆变器不跳我家的逆变器跳，这就是逆变器的指标问题。实际上这是有很多逆变器厂家是把保护定值是提高，有可能提高15%甚至20%的电压，但是家里面的电器、彩电都是10%以内来设定的。所以在逆变器还能够承受电压的时候，它还在网上发，这时候你的电压已经非常好，家里面的家用电器是受不了电压所以就造成了烧毁的逆变器。

一个极端的案例在山西有一个村出现了这情况，家里面的负载都没有问题，但是有的从外面回去带一个笔记本一插就烧掉了，所以这里面根本不敢用电的情况。当然这一些就是在某一些地方个别的案例，这里面影响的案例上面有一个公式，这是相对比较专业一些学电力系统比较清楚。还有跟光伏的容量线路接入的长度、电网的强弱都有相互的关系，这里面也做了大量的仿真，在同样的光伏接入不同的地方，以及同一个地方接入不同的光伏这里面进行一系列的仿真，这个就是说对于我们专门做科研的人来讲，这一些都是比较好分析，我们拿仿真软件把这一些东西给放进去，我们都能算出来。但是最大的问题光伏一说爆发式增长大家心里都是非常放心。但是这带来另外一个问题，就是大家对技术都不清楚，一个是从业者，就是光伏行业的人，对电网不清楚。第二实际上是自己从电网公司地市公司特别是县一级的公司，实际上对光伏的并网影响他自己也不清楚。而且现在电网公司为了光伏并网的流程，所有的户用光伏的电网是没有做专业机构做接入设计，特别是高渗透率的这里面有一些技术的问题，但是在这一种情况下不可避免的就会出现一些问题。后面我们就结合几个案例来介绍。

第一个就是说光伏的优缺。优点，光伏接进去在一定的范围之内，如果跟电网配合比较好可以提高光伏的电压的合格率，功率的合格率，甚至解决我们很多村里面电压偏低的问题，但是它的缺点跟优点正好是相对应如果你设计没有做好，就会带来用户功率因素考核导致罚款的问题，甚至导致逆变器脱网或者毁坏家用电器的问题。我们来看三个案例，分别是一个程序的案例和两个村级的案例。这是城市里面的电网，我们用北京市做一个按这个城市电网比较强，横轴是装机容量，纵轴是网损。随着装机容量的增加网损是先下降后上升。总的网损是最小的比没有接减少12%，但是超过70兆瓦的时候这个网损大的。在城市电网大家偏差比农村要严格，这样的一般来说是额定电压的负3、正7，这个电压偏差明显偏大，这对电压公司的调压的问题，也就是说接进以后很多城市里面的负荷对电压相对比较敏感，大的光伏接进以后带来调压的难度。

第二是宁夏红寺堡户用光伏的系统，四个村3800户，每一户接入4个千瓦，接进去以后到底会带来什么样的问题，我们给做过一个规划。由于光伏的装机容量实际上远大于负荷每一户10个GW，我们真的农村里面每一户有400瓦，之间有差10倍，这样光伏的潮流都要往上送，带来的电压升高问题是非常明显，这是一个仿真的图。在光伏接入之前红色的曲线电压一天24小时的分布。在光伏接入之后是黑色的曲线是中午的最高点会上升到超过18%。这380伏在末位的升高更为显著会超过70%。这样逆变器改保护就会烧坏家用电器就会出现这样的情况。

这一些问题怎么来解决？好在是在规划之前就找我们做了一些规划，我们提出7个解决办法，这在技术和经济上不好实现，我们用前三种方式效果不明显。或者说我改变整个接线的方式这一些都会带来投资的损失。所以实际上业主最后选了方式5就是统一把每一家每一户的光伏不接到每一户里面，而是重新建立一套配电网，是采用这一种方式来解决这一个问题。

第三个案例是河北省涞水县寺皇甫村的光伏案例，每一个想装30千瓦，这个量并不是太大，里面的每一户量比较少而且配网的结构比较薄弱，这样的情况下在末端会出现电压升高的问题，我们给出了一些解决方案，比如说出现三个蓝色的圈主要是末端会出现越线，我们第一个就是说把一些接到末端的光伏往变压器首端来接。第二个是主干网络基本上都是50平方的导线，这里面我们加到70平方毫米以上，这个方式电压的问题就解决，这相对来说投资最低的一种方式。

我们提出了一些解决办法，第一个是优化规划特别是每一个村里面每一家都装的光伏，最好你要找一个专业的机构对电力系统比较了解的科研或者是高校来做一下电压和网损的分析。这里面我们提的具体技术细节不说了，我只说这结果。我们用这一种全年的发电量最大的目标，以电压和网损的情况下就能够兼顾你的发电量，兼顾你的网损和电压负荷率。这是需要引起注意的一个地方。第二个就是说对电压的控制，逆变器本身是一个很好的控制源，在一定的程度上比如说我装进去以后，我电压可能就是在10%左右这一种情况，我实际上可以通过逆变器的控制来解决这一问题，提高接入容量。这就是说用逆变器无需安装电动器就能解决这一个问题，这就是我们在现场做的一些实验用逆变器进行恒电压的控制，来避免过电压和低电压的问题。第三个就是电网公司提出来，对一些看不见摸不着的东西是比较担心，这一种情况下怎么对大量的光伏及国网公司30万、50万的。这实际上在德国的面积跟中国国内一个省的面积差不多，但是德国分布式光伏装机容量超过3千万千瓦，并网点超过一百万个，比如说山东、江苏、浙江在一些省就会出现这一些情况。装机容量1千万，并网数量几四万甚至上百个。因为电网公司它的运行是需要一个确定性的要保证安全第一在大量是比较担心，所以我们给电网公司提出来一个方式就是网格化的监测和预测的技术来解决监测和预测的问题。这在一些省里面也开始做了一些试点。

最后就是说一下标准的问题，中国电科院牵头围绕光伏实际上做了大量的国家和行业的标准，和户用光伏直接相关的实际上是两个标准。第一个是国家标准203192012年版。这是针对380V以及10KV接入用户侧的分布式光伏，实际上在四个方面对户用光伏都进行了技术要求的简化，其中在这里面就没有提变压器容量25%的限制，实际上这一条在国标里面就没有提这限制。包括接入方式有专线或者T接的方式，电压等级这一块都具备接入条件可以优先采用低聚电压等级接入。在运行控制方面可以不具备低电压出现的能力，380V保护和通讯这边都是不要求用光纤通讯，因为大家都知道做过金太阳工程有很多人对这个是比较头疼的，一到10KV接入光伏上通讯，所以国标这里面就提出来，明确要求不用上光纤保护和光纤通讯，这实际上对光伏的接入系统投资也是一个很好的降低。

这是2016年版的国标，33342，就专门对户用光伏的并网和技术要求提出了一些规定，因为这标准已经通过了，但是还没有正式的印刷出来，所以这内容还不太直接对外说。但是就是说几个核心的地方。第一是标准要求是非常宽松的里面没有太多的技术约束，第二提出了一些注意的事项比如说现在单项结构主义三项平衡的问题，这在光伏非常突出，因为现在村级的项目都是单项接入，这是很容易在你的变压器100个千瓦，如果只是单项接入只有30个千瓦所以这是要提起注意的。第二个就是对前面讲的电压问题在标准里面提出来，就是说光伏的年发电量大于年用户量的50%时候，建议做一些专题的分析，避免后续出现电压的越线的问题。

实际上我们做了一系列的户用项目以后，我们在给能源局提一些意见的时候我们也提出来，包括王女士提到的问题有很多的安全隐患和技术的问题，这里面就提了真正的扶贫这一些地方，我们是优先建议采用村级电站来做扶贫的项目。总体的投资和技术经济型的问题相对来说也会更少。所以现在有很多扶贫的项目是用村级电站的方式来做。这个也是我们希望能看见的这一种方式。在沿海的这一些地方、江浙这一些地方实际上光伏并网引起的电压和电能质量的问题，因为网架比较强、并网引起的并网技术问题会小一些，所以江浙装户用并网会少一些。但是在河北、安徽山区里面的农村这一些地方你去每一家每户装光伏一定要注意电压的问题和电能质量的问题。

最后一个小的总结，就是光伏的穿透率增加会给现有的电网和光伏的控制带来一系列的挑战，穿透功率越大实际上挑战会越大。高密度的光伏引起的优点和缺点都是完全对应，实际上我们也在做一些技术的示范，就是说用光伏来解决现在农村的低电压的问题。通过好的并网点的规划和光伏的无电压的控制解决低第压的问题这做好的话可以扬长避短。

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