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分布式电源并网标准发展趋势分析

作者:快乐28 发布时间:2021-02-09 05:52 点击数:

  IEEE等国际组织和北美、欧洲、亚洲的一些国家都针对各种类型的分布式电源并网制定了相关标准,这些标准大都针对接入中低压电网且一定容量以下的DR并网所做出的要求,虽然不同组织和国家标准对各项要求的具体规定存在差异,但内容上大体都包括以下几部分:一般性要求、电能质量、功率控制、电压与频率响应、并网与同步、安全与保护、计量、监控与通信、检测等。

  IEEE等国际组织和北美、欧洲、亚洲的一些国家都针对各种类型的分布式电源并网制定了相关标准,这些标准大都针对接入中低压电网且一定容量以下的DR并网所做出的要求,虽然不同组织和国家标准对各项要求的具体规定存在差异,但内容上大体都包括以下几部分:一般性要求、电能质量、功率控制、电压与频率响应、并网与同步、安全与保护、计量、监控与通信、检测等。

  通过对典型标准内容的对比研究可以看出: 以IEEE 1547为代表的北美部分国家的标准和以德国中低压并网指南为代表的欧洲部分国家的标准对DR在功率控制和故障穿越等方面的要求存 在着较大的差异。

  IEEE 1547是最早制定的DR并网标准,当时DR在配电网中的装机比例较低,IEEE 1547标准 是基于尽量减小DR对电网影响的控制思想制定 的,认为电网的频率和电压由大规模传统电源调 节,不鼓励DR参与电网的频率和电压调节,不允许DR向电网提供任何的辅助服务。当DR并网时, 要求其在单位功率因数附近运行,当电网发生扰 动时,要求其迅速从电网断开,不允许DR具备故 障穿越能力。IEEE 1547标准颁布之后,获得了众 多国家(尤其是北美国家)的广泛认可,许多国家的DR标准都是参照这种控制思想制定的。

  近儿年来,德国、西班牙等欧洲国家由于能源短缺问题突出,环境保护意识较强,分布式电源发展迅速。在欧洲部分国家,随着DR装机容量的增长,DR已经逐渐变成电网中不可忽略的一部分,如果继续采取传统的控制思想对DR进行控制,将对电网的稳定性和可靠运行带来挑战。欧洲国家逐渐意识到了这种挑战,于是开始着手重新制修订DR并网标准,如德国借鉴大规模可再生能源并入高压等级电网的一些经验,在2008年发布的中压并网指南中增加了故障响应(如低电压穿越)和需求侧响应(如有功无功控制)等方面的要求。德国的DR并网标准中充分考虑了在分布式电源穿透率较高的情况下,DR支撑电网的可靠性和稳定性的要求,要求分布式电源必须具有一定的有功控制能力参与电网的频率支撑,允许分布式电源通过无功功率控制参与电网电压调节,及必须具备一定的故障穿越能力支撑电网的稳定运行等。

  从世界范围来看,各个国家都出台了一系列的政策鼓励可再生能源的开发。随着设备制造及通信、控制技术的提高,分布式电源的成本也在不断下降,分布式电源发展势头良好[23-24]。从分布式电源的发展趋势来看,随着分布式电源在配电网中的装机容量越来越大,使DR在配电网中继续保持被动的角色已经不合适,北美的标准需要在以下方面做出改进,逐步使DR在配电网中发挥更主动的角色;使DR参与支撑电网的可靠性和稳定性;向欧洲标准靠拢。这些趋势已经在近来发布的加拿大标准协会(Canadian Standards Association CSA)标准C22.3中得到体现,如:在某些情况下已经允许DR进行低电压穿越和调节PCC点的电压。美国也在不断更新和补充白己的标准,如近年来,北美电力可靠性公司(North American Electric Reliability Corporation NERC)和IEEE工作组成员提出由于IEEE 1547标准缺乏故障穿越能力等方面的要求,需要重新修订,即将完成的IEEE 1547.7和IEEE1547.8意图填补IEEE 1547没有考虑高DR穿透率的空白,提供DR对电网的影响等方面的研究,为IEEE 1547标准做补充。

  相比发达国家,国内分布式电源和微电网的发展较为落后,标准体系还不完善。已发布的标准大多是企业标准,约束力较低,今后DR标准还面临着严峻的制订和修订工作。“十一五”期间,国内分布式发电和微电网技术发展迅速,已建设了多个分布式电源和微电网示范工程。除此之外,2011年,国家能源局先后下发了《分布式发电管理办法》和《国能新能[2011] 226号关于分散式接入风电开发的通知》,鼓励分布式发电的发展。在技术和政策的双重激励下,国内的分布式电源在未来儿年内也会得到迅速发展。建议国内在制定DR标准时,借鉴北美和欧洲标准的发展历程,充分考虑未来儿年的发展趋势,促进分布式电源的合理有序发展。

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