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《電器與能效管理技術(shù)雜志》2016年第17期
摘要:
近年來,分布式電源和微電網(wǎng)的應(yīng)用推動了分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。介紹了國內(nèi)外主要分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),并從接網(wǎng)原則、有功控制和頻率響應(yīng)、無功控制和電壓調(diào)節(jié)、故障穿越能力、電能質(zhì)量以及保護(hù)與孤島運(yùn)行等幾個方面進(jìn)行對比,指明其主要差異。最后,分析了分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢。為國內(nèi)制、修訂相關(guān)的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)提供了有益的參考。
關(guān)鍵詞:
分布式電源;微電網(wǎng);并網(wǎng);標(biāo)準(zhǔn);故障穿越;電能質(zhì)量;孤島運(yùn)行
0引言
近年來,能源需求和環(huán)境保護(hù)促進(jìn)了分布式電源和微電網(wǎng)的發(fā)展。分布式電源是指位于負(fù)荷附近,裝機(jī)規(guī)模較小(容量在幾千瓦到50MW),就近接入中低壓配電網(wǎng)的電源,包括分布式發(fā)電和儲能。根據(jù)一次能源的利用形式劃分,DR主要分為燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃料電池等利用清潔能源發(fā)電的單元和光伏、風(fēng)電、水電、生物質(zhì)能等利用可再生能源發(fā)電的單元;根據(jù)與電網(wǎng)的接口類型劃分,DR主要分為以同步電機(jī)和異步電機(jī)等旋轉(zhuǎn)電機(jī)并網(wǎng)的發(fā)電單元和通用變流器并網(wǎng)的發(fā)電單元兩類。微電網(wǎng)(Microgrid,MG)是一種由DR、ES、能量轉(zhuǎn)換裝置、監(jiān)控、保護(hù)裝置和負(fù)荷共同組成的小型系統(tǒng),是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和能量管理的自治系統(tǒng),既可并網(wǎng)運(yùn)行,也可孤網(wǎng)運(yùn)行。MG的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)一般可以歸結(jié)為DR的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),雖然有其特點(diǎn),但本文不做專門論述。開發(fā)DG可以充分利用以分布形式廣泛存在的可再生能源,提高能源利用效率,節(jié)能減排。DR和MG就近并入中低壓配電網(wǎng),可以降低線路損耗,改善電網(wǎng)末端電能質(zhì)量,緩解用電壓力,提高電網(wǎng)抗災(zāi)能力,保證對重要用戶的可靠供電。獨(dú)立型MG還可以解決偏遠(yuǎn)內(nèi)陸或海島地區(qū)的用電問題。但是DR或MG并入配電網(wǎng)會對電網(wǎng)的運(yùn)行、控制和保護(hù)等帶來一系列的影響。為此,必須制定統(tǒng)一的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范電網(wǎng)對DR的要求,保證系統(tǒng)的安全可靠和高質(zhì)量運(yùn)行[1]。本文對國內(nèi)外DR和MG并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀進(jìn)行介紹:選取北美、歐洲和中國具有代表性的DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),重點(diǎn)針對差異比較大的接網(wǎng)原則、有功和頻率響應(yīng)、無功控制和電壓調(diào)節(jié)、故障穿越等幾個方面進(jìn)行了對比。
1國內(nèi)外DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)介紹
1.1國際組織標(biāo)準(zhǔn)
(1)IEEE1547系列標(biāo)準(zhǔn)[2]。IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)是最早的針對分布式電源并網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn),于2003年由美國電氣與電子工程師協(xié)會正式出版。IEEE1547適用于任何發(fā)電技術(shù)的DR,已經(jīng)擴(kuò)展成系列標(biāo)準(zhǔn),包括測試、監(jiān)測、信息交流和控制等內(nèi)容。例如IEEE1547.1為DR與電力系統(tǒng)互聯(lián)一致性測試程序;IEEE1547.2為DR與電力系統(tǒng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn);IEEE1547.3為DR與電力系統(tǒng)互聯(lián)的監(jiān)測、信息交換和控制指南,等。
(2)IEC/IEEE/PAS63547—2011DR與電力系統(tǒng)的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。由IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化而來,以國際電工委員會公共可用規(guī)范文件的形式,內(nèi)容與IEEE1547大體相同。
1.2部分國家標(biāo)準(zhǔn)
(1)英國。英國BSEN50438:2007標(biāo)準(zhǔn)針對的微電源為接入230、400V配電網(wǎng)單相電流不超過16A的分散電源;英國嵌入式發(fā)電廠接入公共配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是由電力協(xié)會制定的G59/1和G75/1工程推薦標(biāo)準(zhǔn)。G59/1標(biāo)準(zhǔn)適用于接入20kV及以下配電網(wǎng),且容量不超過5MW的小型電源;G75/1標(biāo)準(zhǔn)適用于接入20kV以上電壓等級配電網(wǎng),且容量大于5MW的電源并網(wǎng)。此外,ERG83/1為單相16A以下小規(guī)模嵌入式發(fā)電設(shè)備接入公共低壓配電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。
(2)德國。德國先后于2008年1月和2011年8月了發(fā)電廠接入中壓電網(wǎng)并網(wǎng)指南和發(fā)電系統(tǒng)接入低壓配電網(wǎng)并網(wǎng)指南。這兩項指南都考慮了可再生能源發(fā)電的接入,適用于風(fēng)電、水電、聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)(如生物質(zhì)能、沼氣或者天然氣火力發(fā)電系統(tǒng))、光伏發(fā)電系統(tǒng)等一切通過同步電機(jī)、異步電機(jī)或變流器接入中低壓電網(wǎng)的發(fā)電系統(tǒng)。此外,德國還DINEN50438—2008,與公共低壓配電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的微型發(fā)電機(jī)的連接要求。
(3)加拿大。加拿大目前有2個主要的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn),包括C22.2No.257基于逆變器的微電源配電網(wǎng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)和C22.3No.9分布式電力供應(yīng)系統(tǒng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn),其中C22.2No.257標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了基于逆變器的分布式電源與0.6kV以下的低壓配電網(wǎng)互聯(lián)要求,C22.3No.9適用于接入50kV以下配電網(wǎng)、并網(wǎng)容量不超過10MW的DR。
(4)中國。國家電網(wǎng)公司先后于2010年和2011年了Q/GDW480—2010《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》[3]、Q/GDW666—2011《分布式電源接入配電網(wǎng)測試技術(shù)規(guī)范》、Q/GDW667—2011《分布式電源接入配電網(wǎng)運(yùn)行控制規(guī)范》和Q/GDW677—2011《分布式電源接入配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)功能規(guī)范》等4項企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中Q/GDW480—2010標(biāo)準(zhǔn)適用于國家電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)域內(nèi)以同步電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、變流器等形式接入35kV及以下電壓等級電網(wǎng)的DR,后3項標(biāo)準(zhǔn)適用于國家電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)域內(nèi)以同步電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、變流器形式接入10kV及以下電壓等級配電網(wǎng)的DR。除了針對各種類型DR的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)外,國內(nèi)也了一些針對具體DR形式的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),如GB/T19963《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》,Q/GDW617《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》。
2國內(nèi)外DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)對比
2.1接網(wǎng)原則
從內(nèi)容上看,大多數(shù)DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)都包括接網(wǎng)原則、功率控制、電壓調(diào)節(jié)與頻率響應(yīng)、電能質(zhì)量、并網(wǎng)與同步、安全與保護(hù)、計量、監(jiān)控與通信、檢測等幾個方面的要求。下面重點(diǎn)針對接網(wǎng)原則、功率和電能質(zhì)量控制以及電網(wǎng)支撐(主要指故障穿越能力)等要求差異較大的方面對已有國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比[4]。IEEE1547和德國中低壓并網(wǎng)指南均通過限制DR接入后公共連接點(diǎn)最大電壓變化的方式對DR的并網(wǎng)容量進(jìn)行了約束。其中,IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)要求DR在公共連接點(diǎn)(PointsofCommonConnection,PCC)產(chǎn)生的電壓波動不大于5%標(biāo)稱電壓,德國中壓并網(wǎng)指南規(guī)定網(wǎng)絡(luò)中每個PCC的電壓幅值變化跟沒有連接DR時相比不能超過2%,低壓并網(wǎng)指南要求不得超過3%。跟其他標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定方式不同,中國Q/GDW480—2010標(biāo)準(zhǔn)沒有直接規(guī)定DG接入后引起的電壓變化范圍,但是對DR的接入容量、接入電壓等級做了具體規(guī)定,具體要求:①DR總?cè)萘吭瓌t上不宜超過上一級變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負(fù)荷的25%;②DR并網(wǎng)點(diǎn)的短路電流與DR額定電流之比不宜低于10;③DR接入電壓等級宜按照200kW及以下DR接380V電壓等級電網(wǎng),200kW以上DR接入10kV(6kV)及以上電壓等級電網(wǎng)。
2.2有功控制和頻率響應(yīng)
IEEE1547和加拿大C22.3No.9標(biāo)準(zhǔn)都沒有關(guān)于支撐電網(wǎng)頻率的有功功率控制方面的要求,認(rèn)為系統(tǒng)頻率由大電網(wǎng)調(diào)節(jié),且當(dāng)系統(tǒng)頻率超過正常范圍時,DR系統(tǒng)需要在規(guī)定的時間內(nèi)切除,停止向電網(wǎng)供電。與北美的標(biāo)準(zhǔn)不同,德國中低壓并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)對DR系統(tǒng)的有功功率控制進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定,明確提出DR系統(tǒng)需根據(jù)電網(wǎng)頻率值、電網(wǎng)調(diào)度指令等信號調(diào)節(jié)電源的有功功率輸出,具體規(guī)定如圖1所示。其他參數(shù)的具體數(shù)值如表1所示。由圖1可知:①DR須具備根據(jù)調(diào)度指令限制其有功功率輸出的能力,并能夠最大以額定有功功率的10%逐步降低其功率輸出;②當(dāng)fNet≤f1或者fNet≥f4時,DR需要從電網(wǎng)斷開(注:fNet為系統(tǒng)頻率);③當(dāng)f1<fNet≤f3時,DR保持聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行,對其輸出功率未作要求;④當(dāng)f3<fNet≤f4時,功率可調(diào)的DR系統(tǒng)必須以40%PM/Hz的速率減小(頻率上升時)或增加(頻率降低時)其有功輸出,功率不可調(diào)的DR系統(tǒng)允許從電網(wǎng)斷開;⑤只有當(dāng)系統(tǒng)頻率降低到50.05Hz以下時,才允許DR的有功輸出繼續(xù)增長。我國Q/GDW480—2010標(biāo)準(zhǔn)將適用范圍內(nèi)的電源分為兩類:10kV(6kV)~35kV電壓等級并網(wǎng)和380V電壓等級并網(wǎng)的DR。對于380V電壓等級并網(wǎng)的小容量DR,其對電網(wǎng)的影響和支撐非常有限,考慮到成本等各方面的因素,本標(biāo)準(zhǔn)對其在有功-頻率調(diào)節(jié)與無功-電壓調(diào)節(jié)方面的要求較為寬松,一般不要求其參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)。與德國標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定類似,本標(biāo)準(zhǔn)對通過10kV(6kV)~35kV電壓等級并網(wǎng)的DR也提出了根據(jù)電網(wǎng)頻率值、電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)指令等信號調(diào)節(jié)電源有功功率的要求,確保DR最大輸出功率及功率變化率不超過電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的給定值,具體的頻率響應(yīng)要求如表2所示,但未給出確定的有功功率控制速率。
2.3無功控制和電壓調(diào)節(jié)
IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)不鼓勵DG參與電壓調(diào)節(jié),對DR運(yùn)行的功率因數(shù)未作規(guī)定。對于異常電壓響應(yīng),此標(biāo)準(zhǔn)要求DR在規(guī)定的時間內(nèi)斷開。這一要求在其他各項標(biāo)準(zhǔn)中均有體現(xiàn),不再贅述。與IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)不同,在電網(wǎng)公司許可的前提下,加拿大C22.3No.9標(biāo)準(zhǔn)允許DR參與PCC點(diǎn)的電壓調(diào)壓。對于30kW以上的DR要求功率因數(shù)在-0.9~+0.9之間可調(diào),30kW以下的DR允許以這個范圍內(nèi)的某一固定功率因數(shù)運(yùn)行。對配電網(wǎng)電壓可能產(chǎn)生影響的系統(tǒng)需要采取一些措施,如動態(tài)功率因數(shù)方法等。德國中壓并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,如果網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商要求或者為了滿足網(wǎng)絡(luò)要求,發(fā)電廠必須參與中壓網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)態(tài)電壓控制。但是在低壓并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中的要求較為緩和,未作強(qiáng)制規(guī)定:如果由于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行工況需要,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可以要求在低壓配電網(wǎng)中的DG參與靜態(tài)電壓調(diào)節(jié)。由于同步電機(jī)類型、異步電機(jī)類型和變流器類型DR的無功調(diào)節(jié)能力和調(diào)節(jié)方式不一致,我國Q/GDW480—2010標(biāo)準(zhǔn)分別對它們提出了不同的要求,要求通過10kV(6kV)~35kV電壓等級并網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī)和變流器類型DR應(yīng)該能夠利用無功功率控制參與并網(wǎng)點(diǎn)電壓調(diào)節(jié),對其他DR未作要求。其功率因數(shù)的范圍也考慮到了各類型DR的調(diào)節(jié)能力。各個標(biāo)準(zhǔn)是否允許DR參與PCC點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)的要求如表3所示。對于系統(tǒng)的無功功率,各個標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定大體相同:并網(wǎng)點(diǎn)的功率因數(shù)在某一范圍內(nèi)可調(diào),并且可以在規(guī)定時間內(nèi)穿越這個無功功率范圍;對于容量特別小的DR系統(tǒng),要求其功率因數(shù)固定即可。具體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值如表4所示。由表4可以看出,相比中壓標(biāo)準(zhǔn),德國低壓標(biāo)準(zhǔn)對一定容量以上DR的無功能力要求更高,要求其在-0.9~+0.9之間可調(diào),這是因為DR并網(wǎng)對低壓配電網(wǎng)電壓影響更大,在不集中配置無功補(bǔ)償設(shè)備的前提下,需要考慮用DR的無功能力將并網(wǎng)點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)到正常范圍。對于光伏、風(fēng)電等功率波動的電源,電網(wǎng)公司可以提供一條功率因數(shù)(有功)曲線cosφ-P,如圖2所示。對于輸出有功功率恒定的電源,可以要求其以固定功率因數(shù)運(yùn)行,某些情況下需采取補(bǔ)償措施;當(dāng)電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性較差時,電網(wǎng)公司可以提供一條無功-電壓特性曲線。圖2中,曲線1和曲線2分別是德國中低壓并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中建議的cosφ-P曲線。對于光伏、風(fēng)電等波動性可再生能源電源,當(dāng)DR發(fā)出的有功功率較高時,會使并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高,可以利用DR吸收部分無功功率來降低電網(wǎng)電壓;當(dāng)DR發(fā)出的有功功率較低時,可以要求DR發(fā)出部分無功功率以支撐電網(wǎng)電壓。這樣,就在一定程度上緩解了波動性電源就地并網(wǎng)時帶來的電壓波動問題。在不集中安裝無功補(bǔ)償設(shè)備的情況下,很好地利用了DR的無功能力進(jìn)行電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié),提高了電壓合格率。
2.4故障穿越能力故障
穿越能力主要包括低電壓穿越和高電壓穿越能力。低(高)電壓穿越是指,當(dāng)電力系統(tǒng)事故或擾動引起DR并網(wǎng)點(diǎn)電壓暫降(暫升)時,在一定的幅值范圍和時間間隔內(nèi),DR能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行的能力。目前,各項標(biāo)準(zhǔn)中均未提及高電壓穿越的要求。各項標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于低電壓穿越的要求如表5所示。各項標(biāo)準(zhǔn)中,只有德國中壓并網(wǎng)指南明確提出DR必須具備低電壓穿越能力,參與電網(wǎng)的動態(tài)支撐(適用于各種短路類型),如圖3所示。具體要求如下:在電網(wǎng)發(fā)生故障時,不從網(wǎng)絡(luò)斷開;在網(wǎng)絡(luò)故障情況下,通過向網(wǎng)絡(luò)注入無功電流支撐網(wǎng)絡(luò)電壓;在故障清除后,不向中壓電網(wǎng)吸收比故障發(fā)生前更多的感性無功電流。圖3中,當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓降到圖中曲線邊界以上,DR都要保持與網(wǎng)絡(luò)連接,當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌至圖中曲線以下時,DR可以從電網(wǎng)切出。曲線1適合于直接和電網(wǎng)相連的同步發(fā)電機(jī)類DR(只通過發(fā)電機(jī)變壓器);曲線2適用于其他類型的DR,包括通過變流器和異步電機(jī)并網(wǎng)的DR。需要指出的是,在電網(wǎng)公司同意的前提下,加拿大C22.3No.9標(biāo)準(zhǔn)也允許DR進(jìn)行低電壓穿越。在這種情況下,保持動作的時間無效,經(jīng)電網(wǎng)公司和DR所有者協(xié)商后,用低電壓穿越要求代替電壓響應(yīng)要求。
2.5電能質(zhì)量
各DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)對DR接入后所引起的公共連接點(diǎn)的電能質(zhì)量都做了約束,要求其滿足本國電能質(zhì)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。涉及的電能質(zhì)量問題,主要包括電壓偏差、電壓波動和閃變、諧波、電壓不平衡度、直流分量等。從IEEE1547對諧波的要求來看,DR注入的直流電流不應(yīng)大于DR接入點(diǎn)總額定輸出電流的0.5%。DR不應(yīng)在地方配電網(wǎng)的其他用戶中引起有害閃變,否則,應(yīng)配置失步保護(hù)。DR注入地方配電網(wǎng)的諧波電流不應(yīng)大于限值。從國網(wǎng)以及國內(nèi)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來看,電能質(zhì)量主要以電網(wǎng)對電能質(zhì)量的幾個標(biāo)準(zhǔn)為參照指標(biāo),規(guī)定均是DR并入后PCC的電能質(zhì)量不能超出相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)[8]。
2.6保護(hù)與孤島運(yùn)行
各DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)都要求DR的保護(hù)裝置應(yīng)具備下列保護(hù)功能:高、低壓保護(hù);過、欠頻保護(hù)等。保護(hù)的整定值和最大切除時間與頻率和電壓響應(yīng)中的規(guī)定一致。此外,除了德國中壓并網(wǎng)指南以外,其他標(biāo)準(zhǔn)還要求DR需具備防孤島保護(hù)。作為孤島運(yùn)行的出現(xiàn),往往會給系統(tǒng)運(yùn)行造成不可預(yù)知的危險,如孤島中電壓與頻率無法控制、孤島可能對檢修人員的安全造成威脅。為了保障孤島時用電以及檢修的安全,幾乎所有的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)都有要求。從國外標(biāo)準(zhǔn)來看,當(dāng)主電網(wǎng)失電,DR在計劃孤島時,在有限時間內(nèi)必須斷開。IEEE929和IEEE1547都規(guī)定,逆變器在孤島條件下應(yīng)在10個周波條件下停止供電。其中IEEE1547則明確規(guī)定,對于DR通過PCC給區(qū)域電力系統(tǒng)的一部分供電的計劃外的孤島,DR并網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)檢測這個孤島并且應(yīng)在孤島形成的2s內(nèi)停止供電。從國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)來看,國家電網(wǎng)的企標(biāo)規(guī)定“同步電機(jī)、異步電機(jī)類型DR,無需專門設(shè)置孤島保護(hù),但DR切除時間應(yīng)與線路保護(hù)相配合,以避免非同期合閘”。變流器類型DR必須具備快速監(jiān)測孤島且監(jiān)測到孤島后立即斷開與電網(wǎng)連接的能力。其防孤島保護(hù)應(yīng)與電網(wǎng)側(cè)線路保護(hù)相配合。變流器的防孤島控制有主動式和被動式兩種:主動防孤島保護(hù)方式主要有頻率偏離、有功功率變動、無功功率變動、電流脈沖注入引起阻抗變動等判斷準(zhǔn)則;被動防孤島保護(hù)方式主要有電壓相位跳動、3次電壓諧波脈動、頻率變化率等判斷準(zhǔn)則。作為計劃性孤島,則往往在微電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)中而不在常規(guī)的DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中予以規(guī)定。
3發(fā)展趨勢
通過對典型標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的對比研究可以看出:以IEEE1547為代表的北美國家的標(biāo)準(zhǔn)和以德國中低壓并網(wǎng)指南為代表的歐洲部分國家的標(biāo)準(zhǔn),對DR在功率控制和故障穿越等方面的要求存在著較大的差異。近幾年來,德國、西班牙等歐洲國家由于能源短缺問題突出,環(huán)境保護(hù)意識較強(qiáng),DR發(fā)展迅速。在歐洲部分國家,隨著DR裝機(jī)容量的增長,DR已經(jīng)逐漸變成電網(wǎng)中不可忽略的一部分,如果繼續(xù)采取傳統(tǒng)的控制思想對DR進(jìn)行控制,將對電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)。歐洲國家逐漸意識到了這種挑戰(zhàn),于是開始著手重新制修訂DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。目前,德國的DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中充分考慮了在DR穿透率較高的情況下,DR支撐電網(wǎng)的可靠性和穩(wěn)定性的要求,要求DR必須具有一定的有功控制能力參與電網(wǎng)的頻率支撐,允許DR通過無功功率控制參與電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié),以及必須具備一定的故障穿越能力支撐電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行等。從世界范圍看來,各個國家都出臺了一系列的政策鼓勵可再生能源的開發(fā)。隨著設(shè)備制造及通信、控制技術(shù)的提高,DR的成本也在不斷下降,DR發(fā)展勢頭良好。從DR的發(fā)展趨勢來看,隨著DR在配電網(wǎng)中的裝機(jī)容量越來越大,使DR在配電網(wǎng)中繼續(xù)保持被動的角色已經(jīng)不合適。這個趨勢已經(jīng)在近來的加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(CanadianStandardsAssociation,CSA)標(biāo)準(zhǔn)C22.3中得到體現(xiàn),如:在某些情況下已經(jīng)允許DR進(jìn)行低電壓穿越和調(diào)節(jié)PCC點(diǎn)的電壓。美國也在不斷更新和補(bǔ)充自己的標(biāo)準(zhǔn),如近年來,北美電力可靠性公司(NorthAmericanElectricReliabilityCorporation,NERC)和IEEE工作組成員提出由于IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)缺乏故障穿越能力等方面的要求,需要重新修訂。即將完成的IEEE1547.7和IEEE1547.8意圖填補(bǔ)IEEE1547沒有考慮高DR穿透率的空白,提供DR對電網(wǎng)的影響等方面的研究,為IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)修訂做補(bǔ)充。相比發(fā)達(dá)國家,國內(nèi)DR和MG的發(fā)展較為落后,標(biāo)準(zhǔn)體系還不完善,已的標(biāo)準(zhǔn)大多是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),約束力較低,今后DR標(biāo)準(zhǔn)還面臨著嚴(yán)峻的制定和修訂工作。國內(nèi)的DR在未來幾年內(nèi)也會得到迅速發(fā)展。國內(nèi)在制定DR標(biāo)準(zhǔn)時,應(yīng)借鑒北美和歐洲標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷程,充分考慮未來幾年的發(fā)展趨勢,促進(jìn)DR的合理有序發(fā)展。
4結(jié)語
伴隨電力需求的快速增長和世界能源危機(jī)的加劇,調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、提高能源利用率、改善能源安全、解決環(huán)境污染已經(jīng)成為我國能源戰(zhàn)略的重點(diǎn)。DR作為一種新型能源供應(yīng)模式,以其節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和可靠等優(yōu)勢,在我國有廣泛的發(fā)展前景。本文介紹了國內(nèi)外主要DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),并從接網(wǎng)原則、功率控制、頻率響應(yīng)、電壓調(diào)節(jié)、電能質(zhì)量以及保護(hù)與孤島運(yùn)行等幾個方面進(jìn)行對比,分析指出了DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢,可供有關(guān)專業(yè)人員參考。
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作者:林海雪 單位:中國電力科學(xué)研究院