随着国内光伏电站装机规模的不断增长，国内电网承受的考验也越来越重。由于光伏发电具【jù】有间歇性、随机【jī】性【xìng】与周【zhōu】期【qī】性的特点【diǎn】，除却宏观层面的质量建设问【wèn】题外，我们改如何从【cóng】光伏【fú】电站的并网性能指标、并网质量的管控【kòng】方【fāng】面加强呢？
在北极【jí】星太阳【yáng】能光伏网主办的“第【dì】三届光伏电【diàn】站质量【liàng】高峰论坛”上【shàng】，来自中国电力科学研究新能源部【bù】门【mén】主【zhǔ】任张军军就“大【dà】规模光伏电站并网下，电网【wǎng】对【duì】并网光【guāng】伏系统【tǒng】的质量要求”这一主题与大【dà】家作【zuò】了分享。
光伏并网存在的问题
因为这【zhè】些问【wèn】题也是老【lǎo】生常谈【tán】了，我们光伏发电发【fā】展到今天，不【bú】论【lùn】是现在的总装机量【liàng】，还是未来到2020年或者是更远的一个长期发展目标，我们光伏是被当作一【yī】个助力电源来发展的【de】，按这种理念去【qù】发【fā】展其实是【shì】有很【hěn】大问题的。因【yīn】为我们光【guāng】伏【fú】发电规【guī】模【mó】还比较小的时候，它的一些并网性能【néng】的指标，对电网【wǎng】到底有【yǒu】什么样【yàng】的影响，我【wǒ】们并没有【yǒu】深【shēn】入的去研究。但【dàn】是当我们光【guāng】伏发电【diàn】发【fā】展成为【wéi】一种【zhǒng】主力电源的时【shí】候，我们【men】会发现光伏自身一些并网技【jì】术的问题，包括【kuò】了它的资源波动性，发电【diàn】的【de】随机性，以及在【zài】发【fā】电电【diàn】量预测准确性等方【fāng】面各种各样【yàng】的问【wèn】题。特别是电压的问题上，我们针对青藏直流联【lián】网，包括西北二通道【dào】投运【yùn】的时候做了大量的人工短路【lù】实验，发【fā】现了光伏电站里面大量的【de】光伏逆变器出现了【le】脱网的事故。例如：2011年10月【yuè】，青藏直流人工短路【lù】试验【yàn】，出现【xiàn】逆变器【qì】脱网问题；2013年11月，在青海开展750kV线路人工短路试验，光伏逆变器脱【tuō】网【wǎng】严重；2015年7月，220kV夺乃【nǎi】Ⅰ线故障，光【guāng】伏【fú】电站大面积脱【tuō】网【wǎng】，导致电网周波跌至49.2赫【hè】兹，损失负【fù】荷【hé】29.8兆瓦。
通过这些现象，通过技术进行宏观的技术总结，主要归纳四个方面：
第一个方面，接入安全【quán】方面。刚才【cái】也说了，光伏【fú】发电在电力系统中的角【jiǎo】色【sè】已经从无【wú】足轻重变为举足轻重，为了降【jiàng】低光伏【fú】对电网运行【háng】的影响，需要【yào】其【qí】在电【diàn】压的故障穿越能力、运【yùn】行【háng】适应性、功率控制能力等方面对电网运【yùn】行起到支撑作用【yòng】，而这也是【shì】对【duì】我们大电源提出【chū】的要求。这个要【yào】求不只是针对于光伏发电来提的，在常规电源发展上，包括【kuò】对【duì】于火电【diàn】、水【shuǐ】电也都有【yǒu】同样的要求，这也是【shì】一视同【tóng】仁【rén】，因为光【guāng】伏发【fā】电规模变大了【le】，就要有大的担当。
第二【èr】个【gè】方【fāng】面，在运行控制方面。精确的电【diàn】网运【yùn】行方【fāng】式计【jì】算是电【diàn】网运行方式决策的基础。由【yóu】于【yú】无光伏【fú】电站的【de】精确模型，在【zài】进行电网【wǎng】运【yùn】行方式计算【suàn】时，通常采用等【děng】值的替【tì】代模型来进行计算，而等值的【de】替代模型不能客观准确反【fǎn】应光伏电站的运行状况，随着装机【jī】容量的增【zēng】加，计算误差越来越来，将直接影响电网运【yùn】行方式决策，给电网运行安全性【xìng】和经【jīng】济【jì】性【xìng】带来重大影响。
第三个【gè】方面，有效【xiào】消纳方面。对于光伏发【fā】电的有效【xiào】消纳目前采用【yòng】“一刀切”的【de】调控【kòng】方式来开展【zhǎn】，对电站缺【quē】乏有【yǒu】效【xiào】的发电能力等级评【píng】价体系【xì】，对待发电性能优异的“优质电源”和【hé】发电性能较差的【de】“劣质电【diàn】源”没有区【qū】别对【duì】待，给【gěi】发【fā】电企业积极提升发电质量带来消【xiāo】极影响。
第四【sì】个方【fāng】面，入网【wǎng】管理方【fāng】面。(1)入网审核方面要求【qiú】不统一；(2)检测资质方面缺失或不规范；(3)技术水平【píng】方面参差不【bú】齐；(4)管【guǎn】理模【mó】式方面低【dī】效松散。
光伏并网认证模式
从国外【wài】的层面来【lái】看，在国外【wài】装机【jī】总量很大【dà】的国家，像【xiàng】德国，也都是通过并网【wǎng】认【rèn】证的模式来进行管理的，主要的【de】发展原因还是由于新能源所涉及到的技术【shù】问【wèn】题。由于【yú】这些技【jì】术问【wèn】题，国【guó】外的一些国【guó】家如德国，通过采【cǎi】用这样一种并网认证的模式【shì】，来加【jiā】强对新能源电网并【bìng】网【wǎng】运行的管理。总体【tǐ】上来说，主【zhǔ】要【yào】还是【shì】通过【guò】对并网【wǎng】核心关键部件的并网性能的认证，如【rú】光伏【fú】逆变【biàn】器、SVG等等这些并网关键部件【jiàn】并网性【xìng】能的建模仿真，使整【zhěng】个光伏电【diàn】站的建模仿真能有一个良好的基础【chǔ】技术。
光伏发电并【bìng】网【wǎng】逆变器的认证包含认证申请阶段、认证实施阶段、认证评价与决定以【yǐ】及【jí】获证后【hòu】监督等。我主要【yào】说一下我们的认证实施【shī】阶段【duàn】。这块主要【yào】包括逆变器和【hé】SVG的现场，通【tōng】过实验【yàn】室【shì】的型式【shì】实验，初始【shǐ】工厂检查光伏【fú】逆【nì】变器的并网性能指标开展这样一个检测【cè】工【gōng】作。
通【tōng】过实验室的型式实验和模型参数的辨识提取，结合工厂检【jiǎn】查【chá】一系列的结【jié】论【lùn】，最【zuì】后对【duì】光伏【fú】逆变【biàn】器的并网性能【néng】指标给出科学性的评判。
这【zhè】里面针对于满足我们并网性【xìng】能【néng】的标准，就是GB/T19964的标准，根【gēn】据满足不同的并【bìng】网性能【néng】指标，我们给【gěi】出了相应【yīng】的分级要求，同时【shí】也结合着电网的【de】特【tè】殊要求。这些特殊【shū】要求来【lái】源于一些电网比较薄弱的地区【qū】，像我【wǒ】们在西【xī】藏，西藏电网就针对于【yú】光伏电站频【pín】率的适【shì】应范围，提出了高于国【guó】标要求的指标。对【duì】于【yú】这种特【tè】殊的指标【biāo】我们还有一些特殊的【de】测试和认证要【yào】求【qiú】，最【zuì】终根据光伏逆变【biàn】器所满【mǎn】足【zú】不同技术指【zhǐ】标的一个程度来给【gěi】出光伏逆变器并网性能质量的评级。
对于光伏电站，依【yī】据【jù】光伏逆变器并网【wǎng】性【xìng】能的技术指标，结合光伏电站在【zài】现场【chǎng】的测试【shì】，以及【jí】对于我们整个电【diàn】站的【de】建模仿【fǎng】真，通过对【duì】整个光伏电站建模仿【fǎng】真的【de】分析，可【kě】以给调【diào】度提供一种可用的光伏电站并网接入模型。刚才说了，逆变器实际上是基于MATLAB这样一个仿真平【píng】台做的，在【zài】整站仿真的时候会把这个模型转化成【chéng】目前我们国家【jiā】各【gè】个省级调度【dù】系统可【kě】用【yòng】的【de】BTA或者【zhě】是【shì】综合【hé】程序的【de】模型。
当【dāng】然【rán】这里【lǐ】面也是采用了认证的模式，现场的工作【zuò】是结合着现场检查【chá】和现场测试来开展的【de】。现场检查主【zhǔ】要是看并网【wǎng】核心装备产品的【de】一【yī】致性。我们前两年在进行现场检测时，通过人工短【duǎn】路【lù】方式进行【háng】验证，发【fā】现场【chǎng】站的逆变器虽然通过现场检测抽检的模式【shì】，但通【tōng】过之后在电压的【de】展台发生故障时会出【chū】现逆变器的脱网【wǎng】现象。通过【guò】我们事后的调【diào】查研究，得出来【lái】这【zhè】种结论是【shì】：我们许多逆变器【qì】版本的一致性没有【yǒu】办法保障。这次通过并网认证【zhèng】的模式加强了【le】我们对现场【chǎng】的【de】逆【nì】变【biàn】器和【hé】SVG软件【jiàn】版本一【yī】致性的核查，包括【kuò】对【duì】于站内的【de】二次设【shè】备【bèi】、继【jì】保、综合保护、通信等等现场检测【cè】的工作。
一【yī】致【zhì】性核查主要【yào】是通【tōng】过我们的仿真平【píng】台，现【xiàn】场随机抽取我们光【guāng】伏逆变【biàn】器SVG的控制板件与在实验【yàn】室【shì】通【tōng】过了【le】型式实验产品的板件做【zuò】对比，通【tōng】过在实验室开展这样一致性的比对性工作，来判定我【wǒ】们光【guāng】伏【fú】逆变器在场站内使用的是不是就是【shì】通过了【le】我们型式实验的产品。并【bìng】网前，还会针对我们整个场站进行相应的暂态【tài】分析。这里面包【bāo】括了【le】有功、无功【gōng】、故障【zhàng】等等。
仿真【zhēn】的内容包括了电网在大、小方式【shì】下所有工况的【de】暂态仿真工作，包括了【le】有功功【gōng】率的变化、无功【gōng】的装置，就是刚刚说的SVG的工作，包括了【le】电压和电能质【zhì】量的仿真。通过【guò】仿真之后，判【pàn】定光伏【fú】电站能够【gòu】满【mǎn】足我们电网的【de】相关接【jiē】入标准的要求之后，我【wǒ】们【men】给予整个电站【zhàn】授【shòu】予【yǔ】一个【gè】并网认证的证书。
光伏并网认证案例
下面说一下案【àn】例，截取的是比较典型的在大同领跑者【zhě】基地里面在【zài】用的产品，因为整个【gè】大同领【lǐng】跑者基地【dì】1个GW都是用这【zhè】种模式来授予并网能力的。首先我们针对华为的一款50KW的组串式【shì】逆变【biàn】器的产品【pǐn】，在2016年开展了刚才所【suǒ】说的【de】并网认证【zhèng】的工作，针对产品【pǐn】的【de】型式实验、工【gōng】厂【chǎng】检查、证书【shū】的颁发。我【wǒ】们在【zài】大【dà】同13家业主单位【wèi】当中【zhōng】选取了一家比【bǐ】较有典型性的中广核100MW的电【diàn】站【zhàn】，我们【men】针对这【zhè】个电站开展了【le】检查工【gōng】作，核心并网现场的【de】一致性核查。我们在现场通过随机【jī】抽取的模式带回到实验【yàn】室一部分主【zhǔ】控板【bǎn】件【jiàn】，跟【gēn】我们通【tōng】过实验【yàn】室的产品比对进行一致性核【hé】查，然【rán】后针对【duì】整【zhěng】站，结合我们并网逆变器的模型参【cān】数辨识的结果，来【lái】开展整【zhěng】站并【bìng】网性能的仿【fǎng】真评价工作。针对于现场的有【yǒu】功、无【wú】功控制能力、电能质量等等【děng】开展现【xiàn】场检测工作。
结合着【zhe】我们前【qián】面四步所【suǒ】输出【chū】的结【jié】果，我们最终对整个电站的并网性能给【gěi】出了一【yī】个综合性的评价。
光伏并网认证展望
并网认证这种模【mó】式，作为新的并【bìng】网管控【kòng】质量模式【shì】的提出，后面还【hái】有很【hěn】多的路要【yào】走，我们【men】在山西大同开展了并网认证的【de】工作【zuò】，从今年第二批的领跑者【zhě】基【jī】地里面，像芮城和阳泉也会继【jì】续采用这种【zhǒng】模式，同时在【zài】其他【tā】的省【shěng】份也【yě】陆续开展试点性的工作【zuò】。像从今年开【kāi】始，我【wǒ】们浙江全省的【de】大型地面【miàn】光伏电站也全【quán】部采取【qǔ】了【le】并网认证的模式，西藏也逐步在做试点，目前西【xī】藏已经有三个【gè】站开【kāi】展了这样一【yī】个并网【wǎng】认证的试点，从明年开始西藏也将【jiāng】全面开展光伏电站的并【bìng】网认证的模式。在三个省份我们试点完成之后，可能会在2018年或者2019年在全国或【huò】者【zhě】国网公司的辖【xiá】区内全面推广并网认证的模式。我们【men】认为并网认证的模式【shì】第【dì】一是和国际接【jiē】轨的【de】，第二也是适用【yòng】于中国国情的【de】。对于我们【men】在光伏电站并网【wǎng】性能质【zhì】量的管控【kòng】上面，以及【jí】对并网性能质量的评级【jí】上，希望根据评级的结果来使大家有一个【gè】明确【què】的认知。因为我们知道现【xiàn】在在短时间内【nèi】，特别是在西【xī】北【běi】地区，限电应该是一个【gè】长时间内面【miàn】临的【de】一种状况，根据并网质量的评级结【jié】果可能会给大【dà】家做一个分级限电的【de】工【gōng】作，这【zhè】也就是目【mù】前我们开展并网【wǎng】认【rèn】证【zhèng】的这种质【zhì】量管控的【de】现实的意义所【suǒ】在吧。（来源：北极【jí】星太【tài】阳【yáng】能光【guāng】伏【fú】网【wǎng】）
