【摘要】近年來(lái)，隨著光伏電站建設(shè)的跨越式發(fā)展，在光伏電站并網(wǎng)環(huán)節(jié)中，受配電網(wǎng)架制約，并網(wǎng)難度不斷加大，本文結(jié)合實(shí)際案例，提出一些實(shí)用解決方案，并對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出一些設(shè)想。

【關(guān)鍵詞】光伏電站 ；接入電網(wǎng)；光伏扶貧

1.概述

近年來(lái)，受?chē)?guó)內(nèi)外政策、經(jīng)濟(jì)形勢(shì)影響，我國(guó)啟動(dòng)了大范圍光伏電站建設(shè)的高潮。從早期的金太陽(yáng)工程到近期的政府電價(jià)補(bǔ)貼政策，極大地推動(dòng)了光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在光伏電站開(kāi)發(fā)熱情高漲的同時(shí)，電網(wǎng)作為吸納電力方，受配電網(wǎng)架制約，矛盾日益擴(kuò)大。如何最大限度地保障光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，做到電網(wǎng)、光伏開(kāi)發(fā)單位的整體社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益最大化，亟需電網(wǎng)及光伏開(kāi)發(fā)單位雙方不斷適應(yīng)新的發(fā)展思路。

2.河北南網(wǎng)地面光伏電站開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

隨著國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展與相關(guān)扶持政策的利好，近年來(lái)河北省內(nèi)企業(yè)投資建設(shè)集中式地面光伏電站的積極性很高，如中電投、三峽、英利、晶澳等單位均在河北省南網(wǎng)范圍內(nèi)積極開(kāi)展這方面業(yè)務(wù)。河北南網(wǎng)范圍內(nèi)，截止2013年底已建成并網(wǎng)發(fā)電的項(xiàng)目有6座，已開(kāi)發(fā)容量301MW；在建項(xiàng)目20余項(xiàng)，預(yù)計(jì)2014年底可新增并網(wǎng)容量超過(guò)500MW；待審批、核準(zhǔn)項(xiàng)目亦超過(guò)500MW。光伏電站開(kāi)發(fā)速度不斷加快，電網(wǎng)接納能力也快速飽和。

通過(guò)調(diào)研，目前河北南網(wǎng)范圍內(nèi)光伏開(kāi)發(fā)主要集中在河北省境內(nèi)沿太行山各個(gè)區(qū)縣。光伏資源開(kāi)發(fā)條件較好的區(qū)縣包含保定市淶源縣、曲陽(yáng)縣、唐縣、阜平縣；邢臺(tái)市邢臺(tái)縣、臨城縣；石家莊井陘市、行唐縣；邯鄲市涉縣等，上述每個(gè)縣境內(nèi)規(guī)劃光伏開(kāi)發(fā)容量均在200MW～400MW以上，并網(wǎng)壓力較大。

3.河北南網(wǎng)地面光伏電站接入系統(tǒng)思路

通過(guò)以上調(diào)研，光伏電站開(kāi)發(fā)區(qū)域主要集中在西部太行山沿線。與此同時(shí)，河北南網(wǎng)西部山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較為落后，網(wǎng)架普遍基礎(chǔ)薄弱，220kV與110kV變電站布點(diǎn)稀少，110kV與35kV出線間隔極度緊張，地面光伏電站普遍存在無(wú)法就近接入或并網(wǎng)線路造價(jià)高等困難。

針對(duì)境內(nèi)地面光伏電站接入系統(tǒng)的實(shí)際困難，河北省電力公司為了最大限度地保障光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，根據(jù)不同項(xiàng)目特點(diǎn)并結(jié)合其實(shí)際情況，批復(fù)的接入系統(tǒng)方式主要為就近T接為主，條件較好的光伏電站可直接并入變電站內(nèi)，但并網(wǎng)線路需作為遠(yuǎn)期新增變電站布點(diǎn)T接資源備用。

在這種思路影響下，電網(wǎng)最大限度地保障了光伏電站開(kāi)發(fā)的積極性。集中體現(xiàn)在光伏電站減少了并網(wǎng)線路長(zhǎng)度及施工難度，降低了工程造價(jià)，節(jié)省走廊資源，進(jìn)而節(jié)省110kV或35kV間隔。同時(shí)T接模式光伏電站出力可部分就地消納，電網(wǎng)降低了綜合網(wǎng)損，實(shí)現(xiàn)了互贏。

4.光伏電站并網(wǎng)過(guò)程中，電網(wǎng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行方式的改變

在現(xiàn)階段，電網(wǎng)職能主要以保障光伏電站能夠順利并網(wǎng)為第一要素。

1）發(fā)展以T接模式為主的并網(wǎng)思路，大量釋放光伏可開(kāi)發(fā)區(qū)域?，F(xiàn)在部分地區(qū)電網(wǎng)要求發(fā)電廠必須接入變電站內(nèi)，受出線間隔、路徑限制，大量的光伏電站將不具備并網(wǎng)條件，這限制了區(qū)域光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2）增加變電站間隔配置?，F(xiàn)狀變電站一般按典設(shè)進(jìn)行設(shè)計(jì)等前期工作，由于典設(shè)是按照末端負(fù)荷站配置，間隔數(shù)量與擴(kuò)建空間受到嚴(yán)格限制。在部分光伏條件較好區(qū)域，設(shè)計(jì)新建變電站時(shí)應(yīng)考慮光伏電站并網(wǎng)需求，在間隔及主接線型式上作出預(yù)留。

3）更改保護(hù)配置原則?，F(xiàn)在保護(hù)配置要求電站T接線路后需配置三端光差保護(hù)，部分光伏電站滿足這一要求，但也有部分情況下，光伏電站附近具備高壓線路，但由于該線路已有T接變電站導(dǎo)致無(wú)法接入的情況。為了更大限度地保障光伏電站開(kāi)發(fā)，應(yīng)改變?nèi)斯獠畋Ｗo(hù)為距離保護(hù)，同時(shí)此種線路一般負(fù)荷較大，更能體現(xiàn)就地消納的原則。

5.區(qū)域內(nèi)光伏電站可開(kāi)發(fā)容量的天花板

在光伏電站建設(shè)的初期，大范圍的光伏電站在西部山區(qū)落地。隨著并網(wǎng)容量不斷加大，河北南網(wǎng)境內(nèi)電網(wǎng)潮流也將發(fā)生改變?，F(xiàn)在潮流為中部主網(wǎng)送往西部配網(wǎng)，在西部山區(qū)光伏電站大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電后，光照條件較好的每天中午時(shí)刻，系統(tǒng)潮流將由西部配網(wǎng)返送中部主網(wǎng)，進(jìn)而影響東部主網(wǎng)潮流走向，其它時(shí)段恢復(fù)正常潮流走向，這從根本上改變了常規(guī)運(yùn)行方式，增加了調(diào)度與運(yùn)行方式困難。

為了避免上述大范圍潮流轉(zhuǎn)移帶給電網(wǎng)的沖擊，應(yīng)從整體上進(jìn)行區(qū)域內(nèi)光伏電站可并網(wǎng)容量的研究。

1）以地區(qū)為單位，論述地區(qū)域范圍內(nèi)可開(kāi)發(fā)光伏總?cè)萘?。主要?yīng)關(guān)注大范圍潮流轉(zhuǎn)移對(duì)主網(wǎng)架的影響。

2）以縣域?yàn)閱挝?，論述縣域境內(nèi)可開(kāi)發(fā)光伏總?cè)萘?。主要?yīng)關(guān)注220kV網(wǎng)絡(luò)輸電能力及N-1能力等指標(biāo)。

3）以220kV變電站及110kV變電站為個(gè)體單位，論述每座變電站可開(kāi)發(fā)光伏總?cè)萘?。主要?yīng)關(guān)注變電站規(guī)劃容量配置、負(fù)荷預(yù)測(cè)、返送狀態(tài)下N-1能力等指標(biāo)。

4）考慮現(xiàn)狀山區(qū)已有建成的規(guī)模地面電站或屋頂電站，同時(shí)待核準(zhǔn)規(guī)模也較多，政府于近期提出了光伏扶貧工程以及廣義概念上的分布式電站，上述各個(gè)工程均應(yīng)納入每個(gè)單位可開(kāi)發(fā)容量限額。避免因電網(wǎng)因素導(dǎo)致光伏電站建成后出現(xiàn)的無(wú)法并網(wǎng)、棄光等事件發(fā)生。

6.光伏電站遠(yuǎn)景發(fā)展設(shè)想

從近年光伏電站建設(shè)的跨越式發(fā)展歷程中，并網(wǎng)難、并網(wǎng)造價(jià)高等問(wèn)題已凸顯?？紤]到現(xiàn)狀光伏電站主要利用荒山地區(qū)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，而此類(lèi)區(qū)域一般電網(wǎng)較為薄弱，短期內(nèi)負(fù)荷難以提升，可開(kāi)發(fā)光伏電站總?cè)萘繉⒀杆亠柡?。為了更好地發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)，中遠(yuǎn)期光伏電站建設(shè)應(yīng)遵循以下原則或方向。

1）在西部山區(qū)光照條件較好區(qū)域，通過(guò)建設(shè)特高壓電網(wǎng)，大范圍開(kāi)發(fā)光伏電站，并結(jié)合風(fēng)光互補(bǔ)因素后集中送出。

2）在山區(qū)與平原交界處，如河北南網(wǎng)太行山沿線，山區(qū)負(fù)荷較低，但東部緊鄰平原區(qū)域負(fù)荷較重。可以縣域?yàn)閱挝恍陆ɑ蚶靡延?20kV網(wǎng)絡(luò)，集中電力送往東部平原地區(qū)。

3）應(yīng)大力展開(kāi)負(fù)荷集中區(qū)域光伏電站建設(shè)，如東部平原地區(qū)。具體型式以屋頂、道路沿線、樓宇等分布式光伏，以及漁光互補(bǔ)、農(nóng)業(yè)大棚等地面光伏電站。

4）針對(duì)山區(qū)光伏電站，現(xiàn)狀主要建設(shè)在緩坡等荒山區(qū)域，嚴(yán)格意義上而言，此類(lèi)區(qū)域若土壤條件改善，可轉(zhuǎn)為農(nóng)田或林地。更多的無(wú)法利用區(qū)域主要為高山陡坡，此類(lèi)區(qū)域在沿太行山一線分布范圍更廣，是目前光伏開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的盲區(qū)。未來(lái)光伏技術(shù)應(yīng)更多地考慮如何利用高山陡坡開(kāi)發(fā)光伏電站，若此類(lèi)區(qū)域可大規(guī)模利用，特高壓或高壓電網(wǎng)外送光伏電力才具備更好的匯集條件，減少匯集線路損耗，并節(jié)約用地，發(fā)揮更好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

5）針對(duì)平原區(qū)域光伏電站，現(xiàn)狀主要以工業(yè)園區(qū)屋頂分布式電站為主，該類(lèi)電站已暴露出產(chǎn)權(quán)不清晰、負(fù)荷不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。未來(lái)光伏產(chǎn)業(yè)應(yīng)發(fā)展與農(nóng)業(yè)、漁業(yè)或其它產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的高效利用技術(shù)，結(jié)合東部區(qū)域密集電網(wǎng)可開(kāi)發(fā)利用更多的太陽(yáng)能資源。

6）現(xiàn)狀光伏電站并網(wǎng)模式均為匯集升壓站-并網(wǎng)線路-并網(wǎng)點(diǎn)，從資源利用角度看，此種模式并未充分體現(xiàn)出節(jié)約資源、路徑的目的。未來(lái)可探討將光伏電站內(nèi)的匯集升壓站就地轉(zhuǎn)化為電力系統(tǒng)變電站或開(kāi)關(guān)站，在匯集光伏集電線路的同時(shí)也可以向當(dāng)?shù)貐^(qū)域供電，即提高了電網(wǎng)建設(shè)速度，又充分體現(xiàn)了光伏就地消納的原則。此種模式在山區(qū)10kV線路供電半徑過(guò)長(zhǎng)、電壓質(zhì)量不達(dá)標(biāo)區(qū)域或東部平原供電緊張區(qū)域均可利用。

參考文獻(xiàn)

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