中國儲能網(wǎng)訊：1月22日，在山東濰坊諸城市柳家莊村，國網(wǎng)濰坊供電公司在國網(wǎng)山東省電力公司指導下，成功完成國內(nèi)首個整村分布式光伏涉網(wǎng)安全能力提升改造并開展現(xiàn)場測試驗證，為破解分布式光伏涉網(wǎng)安全難題提供了可復制、可推廣的實踐樣本。
光伏發(fā)電是我國新能源建設(shè)的主要形式之一，分為集中式和分布式兩大類，其中分布式光伏大部分安裝在農(nóng)村住宅、工業(yè)廠房的屋頂，通過10千伏或380伏線路并網(wǎng)發(fā)電，因其建設(shè)形式靈活、建設(shè)周期短、投資收益高而快速發(fā)展。然而，前期絕大多數(shù)分布式光伏設(shè)備涉網(wǎng)安全標準不高，在電網(wǎng)發(fā)生電壓、頻率波動時，存在大規(guī)模脫網(wǎng)風險，成為一個影響行業(yè)長期發(fā)展的難題。這一難題不僅在國內(nèi)缺乏成熟解決方案，在全球范圍內(nèi)也屬于行業(yè)痛點。
為破解這一全球性行業(yè)難題，國網(wǎng)山東省電力公司主動作為，結(jié)合全省電源結(jié)構(gòu)和省內(nèi)新能源發(fā)展情況，深入分析高比例新能源大電網(wǎng)運行風險，有力支撐能源主管部門出臺了《山東省新能源和新型并網(wǎng)主體涉網(wǎng)安全能力提升工作方案》，將全量分布式光伏納入涉網(wǎng)安全管理范圍，系統(tǒng)量化了分布式光伏涉網(wǎng)性能改造任務(wù)、標準和時限，為全省開展工作提供了政策依據(jù)和方向指引。
大方向確定后，就要研究具體可行的分布式光伏涉網(wǎng)安全能力提升改造技術(shù)路線。“我們首先對不同改造方案進行了系統(tǒng)論證，比如考慮過直接更換分布式光伏的核心部件—逆變器，從源頭防范因設(shè)備性能不足帶來的風險，但初步估算，用這種方式完成全省分布式光伏的改造，僅設(shè)備成本就需要6億至9億元，并且大規(guī)模更換還涉及拆卸安裝、系統(tǒng)調(diào)試等一系列復雜工程施工，不具備大規(guī)模推廣的可行性。”國網(wǎng)山東省電力公司調(diào)控中心水電及新能源處處長秦昌龍介紹，“這條路行不通，我們就把目標放在如何挖掘逆變器本身性能，通過軟件升級方式對分布式光伏逆變器涉網(wǎng)性能進行提升?！?/span>
國網(wǎng)山東省電力公司成立攻堅團隊，經(jīng)過集中攻關(guān)，完成了41萬戶、50余個品牌、1100多種型號的分布式光伏逆變器參數(shù)收集與性能摸底，在此基礎(chǔ)上，國內(nèi)首次提出了“壓容比”“流容比”兩項逆變器關(guān)鍵參數(shù)配置指標，創(chuàng)新提出“升級軟件、不動硬件”的升級技術(shù)，依托遠程更新固件等方式，以近乎零成本實現(xiàn)逆變器涉網(wǎng)性能的顯著提升。
“就像給手機軟件升級一樣，絕大多數(shù)類型在運逆變器僅通過軟件程序升級優(yōu)化，就能滿足或大幅趨近新國標技術(shù)要求，改造成本大幅降低?！鼻夭埍硎?，該方案簡單方便易操作，對分布式光伏設(shè)備進行無感升級，真正實現(xiàn)低成本、高效率和規(guī)?；脑?。
明確技術(shù)路線后，國網(wǎng)山東省電力公司選擇在濰坊諸城市柳家莊村等村莊開展現(xiàn)場試點，諸城柳家莊有160戶安裝屋頂光伏，設(shè)備品牌多、型號雜、建設(shè)時間跨度大，正是全省分布式光伏發(fā)展的一個縮影。這次改造作為國內(nèi)首個整村試點，就像是“第一個吃螃蟹”，沒有先例可依、沒有經(jīng)驗可循，國網(wǎng)濰坊供電公司多專業(yè)聯(lián)合攻堅、積極探索，總結(jié)形成了四專、一碼、四步、三關(guān)“4143”柳家莊實踐經(jīng)驗，順利完成改造并通過試驗驗證了技術(shù)路線的可行性，為全省大規(guī)模推進改造工作積累了寶貴的一線經(jīng)驗。
“‘4143’經(jīng)驗有很多，像我們開發(fā)的‘一碼通’小程序，只需拍照就能一鍵完成逆變器參數(shù)收集，以往收集信息需要走村入戶，至少需要十來天，我們在柳家莊村僅用1天就完成了整村全部160戶信息采集和意愿確認，不僅效率大大提高，信息準確率也達到了100%?！眹W(wǎng)濰坊供電公司調(diào)控中心主任趙斌財說。
除了涉網(wǎng)性能的提升，分布式光伏的電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力也面臨著更高、更具體的要求。根據(jù)國家能源局下發(fā)的新能源和新型并網(wǎng)主體涉網(wǎng)安全能力提升的通知要求，調(diào)度機構(gòu)要加強統(tǒng)一調(diào)度管理，山東省電力市場改革文件也要求推動新能源上網(wǎng)電量全面進入電力市場，分布式光伏作為當前電網(wǎng)的主要電源必須參與調(diào)節(jié)，這就要求其具備“可觀、可測、可調(diào)、可控”能力，實現(xiàn)秒級采集控制。但實際上，無論是通過380伏并網(wǎng)的戶用光伏還是通過10千伏并網(wǎng)的一般工商業(yè)光伏，目前都是分鐘級采集控制，亟需從“粗放調(diào)節(jié)”向“秒級的精準調(diào)控”突破。
對此，國網(wǎng)山東省電力公司先后攻克海量數(shù)據(jù)秒級處理、數(shù)據(jù)加密傳輸、一卡通信組網(wǎng)等一系列難題，針對不同電壓等級并網(wǎng)的分布式光伏的典型場景，創(chuàng)新提出兩條直采直控技術(shù)路線：戶用光伏逆變器經(jīng)“一發(fā)雙收”采集控制棒至調(diào)度主站，一般工商業(yè)光伏逆變器本地組網(wǎng)后經(jīng)采集控制單元至調(diào)度主站。
“戶用光伏‘一發(fā)雙收’改造，核心就是對現(xiàn)有逆變器的采集控制棒進行改造?！壁w斌財解釋道，“在保證通信安全的前提下，數(shù)據(jù)只需一次發(fā)送，就能分別傳輸至用戶平臺和調(diào)度主站，一次性滿足用戶實時監(jiān)測和電網(wǎng)秒級采集控制‘雙重需求’。相較原本上萬元的‘四可’能力實現(xiàn)成本，新的技術(shù)路線將費用壓降至百元級別，大幅降低了規(guī)?；茝V的成本門檻?！?/span>
目前，國網(wǎng)濰坊供電公司已在諸城柳家莊村完成13戶戶用光伏“一發(fā)雙收”示范改造，同時也在奧揚電投的一般工商業(yè)光伏完成直采直控改造，充分驗證了兩條技術(shù)路線的可行性，未來將在全省乃至全國推廣。
發(fā)展新能源是國家戰(zhàn)略，未來十年，我國新能源裝機容量將再翻一番。山東是新能源大省，分布式光伏裝機總量已突破6000萬千瓦，成為電網(wǎng)的主力電源。而作為山東省新能源發(fā)展的重要陣地，濰坊共有分布式光伏13.1萬戶、713萬千瓦，裝機全省最多。此次在濰坊成功實踐的分布式光伏“升級軟件、不動硬件”零成本涉網(wǎng)性能提升技術(shù)和“一發(fā)雙收”直采直控技術(shù)，不僅將原本高成本、難推動的大工程，轉(zhuǎn)換為惠及電網(wǎng)、用戶、行業(yè)的共贏舉措，更成功破解了長期困擾分布式光伏發(fā)展的瓶頸問題。這是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的一次重要突破，不僅將有力保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，更有利于促進新能源高質(zhì)量發(fā)展，對我國加快建設(shè)新型能源體系、推動綠色低碳轉(zhuǎn)型具有重要而深遠的意義。
