分布式并網(wǎng)光伏群調(diào)群控系統(tǒng)應(yīng)用背景
隨著分布式并網(wǎng)光伏整縣試點(diǎn)項(xiàng)目公示，全國(guó)整縣分布式市場(chǎng)正在如火如荼的推進(jìn)。近期，江蘇、福建、浙江等省份要求分布式并網(wǎng)光伏電站具備接入分布式電源主站的功能，這意味著我國(guó)分布式并網(wǎng)光伏已步入規(guī)模化容量市場(chǎng)，對(duì)分布式電源管理將正式進(jìn)入到標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。本次群控群調(diào)范圍，主要針對(duì)10（6）kV~35kV電壓等級(jí)并網(wǎng)接入中低壓配電網(wǎng)的分布式并網(wǎng)光伏電站，其特點(diǎn)是數(shù)量龐大但分布分散，單體規(guī)模小但整體對(duì)網(wǎng)絡(luò)影響大。
分布式并網(wǎng)光伏群調(diào)群控系統(tǒng)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》（GB38755-2019）、《分布式電源并網(wǎng)技術(shù)要求》（GB/T33593-2017）、《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》（Q/GDW617-2011）和《分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)規(guī)定（暫行）》中的有關(guān)規(guī)定要求，通過(guò)10（6）kV~35kV電壓等級(jí)并網(wǎng)的分布式電源應(yīng)具有有功功率調(diào)節(jié)能力，并能根據(jù)電網(wǎng)頻率值，電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)指令等信號(hào)調(diào)節(jié)電源有功功率輸出；分布式電源參與配電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)的方式可包括調(diào)節(jié)電源無(wú)功功率調(diào)節(jié)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備投入量以及調(diào)節(jié)電源變壓器變比，要求具備以下功能：
1、下轄逆變器（或數(shù)采裝置）、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備（含SVG、電抗器、電容器）必須具備數(shù)據(jù)上送能力，可接入三遙（遙測(cè)、遙控、遙調(diào)）功能；
2、按照給定的點(diǎn)表進(jìn)行四遙功能配置，站內(nèi)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)匯總站內(nèi)電氣拓?fù)洹⒄{(diào)節(jié)電源、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行信息；
3、站內(nèi)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)104數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)配置至主站，功率調(diào)節(jié)模式為主站下發(fā)調(diào)節(jié)電源、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備控制指令到遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)，遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)下發(fā)設(shè)備控制指令實(shí)現(xiàn)站內(nèi)有功、無(wú)功、功率因素等的遙信采集、遙調(diào)功能和并網(wǎng)點(diǎn)開關(guān)的遙控功能；
4、通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)配置加密策略，打通與地調(diào)的前置通道將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至主站；
5、支持依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)逆變器的運(yùn)行功況，組串方式，將下達(dá)的目標(biāo)值按規(guī)則分解為各個(gè)逆變器的調(diào)節(jié)量，
杭州領(lǐng)祺科技光伏通訊管理機(jī)可以充當(dāng)站內(nèi)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)和群調(diào)群控協(xié)同控制終端/分布式光伏逆變器數(shù)據(jù)采集器。一機(jī)多用，節(jié)省項(xiàng)目工程成本，按照給定的點(diǎn)表進(jìn)行四遙功能配置，站內(nèi)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)匯總站內(nèi)電氣拓?fù)?、調(diào)節(jié)電源、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行信息。適配各種類型的逆變器。
綜上要求，以配電主站為核心，以電氣距離接近、集中管控為原則，根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景需求，支持直采方式或其它系統(tǒng)"代理"方式，進(jìn)行一體化整合與集中協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)分布式電源集中響應(yīng)控制及調(diào)度指令。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)對(duì)所管轄地域分布式電站的群控群調(diào)管理。
分布式并網(wǎng)光伏逆變器專用于太陽(yáng)能光伏發(fā)電領(lǐng)域的逆變器，是光伏系統(tǒng)中不可缺少的核心部件，其最大的作用在于將太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的直流電通過(guò)電力電子變換技術(shù)轉(zhuǎn)換為能夠直接并入電網(wǎng)、負(fù)載的交流能量。光伏并網(wǎng)逆變器的輸出電壓由電網(wǎng)決定的，當(dāng)電網(wǎng)電壓超過(guò)逆變器工作電壓范圍時(shí)，逆變器故障停機(jī)，當(dāng)電網(wǎng)電壓在逆變器工作電壓范圍內(nèi)，逆變器正常工作。
電網(wǎng)對(duì)不同形式的逆變器輸出的電能質(zhì)量有一定的要求，不同的規(guī)范、不同的逆變器存在一定的差異。
并網(wǎng)光伏逆變器作為光伏電池與電網(wǎng)的接口裝置，將光伏電池的電能轉(zhuǎn)換成交流電能并傳輸?shù)诫娋W(wǎng)上，在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，為了實(shí)現(xiàn)最佳方式的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換，這勢(shì)必要求逆變器多樣化，這是由于建筑的多樣性導(dǎo)致太陽(yáng)能電池板安裝的多樣性，同時(shí)為了使太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換效率最高同時(shí)又兼顧建筑的外形美觀的緣故。目前通用的太陽(yáng)能改逆變方式為：集中逆變器、組串逆變器，多組串逆變器和組件逆變（微型逆變器）。
分布式并網(wǎng)光伏并網(wǎng)逆變器是將太陽(yáng)能直流電轉(zhuǎn)換為可接入交流市電的設(shè)備，是太陽(yáng)能光伏發(fā)電站不可缺少的重要組成部分。以下對(duì)光伏電站設(shè)計(jì)過(guò)程中并網(wǎng)光伏逆變器及其選型做比較詳細(xì)的介紹和分析。
1. 分布式并網(wǎng)光伏并網(wǎng)逆變器在分布式并網(wǎng)光伏電站中的作用
分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)其應(yīng)用模式一般可分為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)以及混合系統(tǒng)，而并網(wǎng)分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本特點(diǎn)就是太陽(yáng)電池組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過(guò)并網(wǎng)光伏逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接入公共電網(wǎng)。分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電在滿發(fā)以及容量占比達(dá)到一定比例時(shí)，容易引起電壓超限問(wèn)題。電壓超限不僅影響了電能質(zhì)量問(wèn)題，而且限制了光伏在配電網(wǎng)中的滲透率。針對(duì)電壓超限，電網(wǎng)公司出臺(tái)了相應(yīng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)規(guī)范，業(yè)內(nèi)也有通過(guò)逆變器控制方案來(lái)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的調(diào)整或增加新的無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)對(duì)等解決方案。
1.1 并網(wǎng)光伏電站的基本結(jié)構(gòu)
1.2 并網(wǎng)光伏逆變器功作用和功能
并網(wǎng)光伏逆變器是電力、電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)及半導(dǎo)體等多種技術(shù)相互滲透與有機(jī)結(jié)合的綜合體現(xiàn)，它是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵部分。
并網(wǎng)光伏逆變器是電壓源還是電流源？
首先需要確定光伏逆變器的電源類型，確定電網(wǎng)對(duì)逆變器的影響。并網(wǎng)逆變器是發(fā)電設(shè)備，屬于電流源。電流源的特性是內(nèi)阻無(wú)窮大，輸出電流由設(shè)備內(nèi)部算法進(jìn)行控制。電壓及頻率由外電路（電網(wǎng)）決定，電流源的特點(diǎn)要求電流源不能開路（電網(wǎng)不能故障），電流源可以并聯(lián)使用。
而電壓源的特性是內(nèi)阻為零，輸出電壓恒定不變；電流及其方向由電壓源與外電路共同決定。電壓源的特點(diǎn)要求電壓源不能短路。
并網(wǎng)光伏逆變器的主要功能是：
◆最大功率跟蹤◆DC-AC轉(zhuǎn)換◆頻率、相位追蹤◆相關(guān)保護(hù)
2. 并網(wǎng)光伏逆變器分類
并網(wǎng)光伏逆變器按其電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以分為變壓器型和無(wú)變壓器型逆變器，其中變壓器型又分為高頻變壓器型和低頻變壓器型。變壓器型和無(wú)變壓器型逆變器的主要區(qū)別在于安全性和效率兩個(gè)方面。以下對(duì)三種類型逆變器做簡(jiǎn)單介紹：
l 高頻變壓器型
采用DC-AC-DC-AC的電路結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，采用較多的功率開關(guān)器件，因此損耗較大。
l 低頻變壓器型
采用DC-AC-AC的電路結(jié)構(gòu)，電路簡(jiǎn)單，采用普通工頻變壓器，具有較好的電氣安全性，但效率較低。
l 無(wú)變壓器型
采用DC-AC的電路結(jié)構(gòu)，無(wú)電氣隔離，電壓范圍較窄，但是損耗小、效率高。
不同類別的逆變器對(duì)于電壓超限、孤島保護(hù)等要求有較大區(qū)別，逆變器類別將根據(jù)《光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術(shù)要求》（GB/T37408-2019）中規(guī)定，逆變器按接入電源等級(jí)可分為A類、B類逆變器。
類別 | 對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn) | 標(biāo)準(zhǔn)適用 |
A類逆變器 | 指應(yīng)用于光伏發(fā)電站并 | GB/T19964適用于通過(guò)35kV及以 |
B類逆變器 | 指應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng) | GB/T 29319適用于通過(guò)380V電壓 |
A類逆變器與公共電網(wǎng)的要求緊密，B類逆變器主要應(yīng)用于分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，具有并網(wǎng)電壓低、與公用電網(wǎng)聯(lián)系不緊密、對(duì)電網(wǎng)影響小等特點(diǎn)。
A類逆變器在無(wú)功容量、故障穿越（低電壓穿越和高電壓穿越）、反孤島保護(hù)存在一定的差異要求。
隨著分布式電源接入比例的上升，電網(wǎng)做好分布式電源與電網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃，計(jì)算各級(jí)配電網(wǎng)承載力，加強(qiáng)配電網(wǎng)群測(cè)群控群調(diào)技術(shù)、有載調(diào)容調(diào)壓配電等關(guān)鍵技術(shù)。隨著新能源的大比例接入，目前電網(wǎng)對(duì)于對(duì)B類逆變器的技術(shù)要求逐步靠近、甚至參照A類逆變器。
針對(duì)逆變器與并網(wǎng)點(diǎn)電壓等技術(shù)要求，出臺(tái)了一系列的安規(guī)要求，主要標(biāo)準(zhǔn)如下：
《光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術(shù)要求》（GB/T37408-2019） 7.5.1 電壓適應(yīng)性中規(guī)定：A類逆變器和B類逆變器的電壓范圍均為0.9p.u.至1.1p.u.
《光伏電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB/T 19964-2012）9.1 電壓范圍規(guī)定了逆變器的電壓范圍為0.9p.u.至1.1p.u.
《光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》（GB/T 29319） 8.2 高/低壓保護(hù)詳細(xì)規(guī)定了逆變器的電壓范圍為0.85p.u.至1.1p.u.
三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中運(yùn)行電壓范圍的低限數(shù)值不同，不同數(shù)值意味著不同制造成本。逆變器定值涉及分布式并網(wǎng)光伏的涉網(wǎng)性能，應(yīng)該有嚴(yán)格的定值規(guī)范、審核流程和驗(yàn)收管理。如山東要求10kV均按照電站級(jí)的電壓進(jìn)行整定。
04.并網(wǎng)點(diǎn)電壓?jiǎn)栴}解決方案與對(duì)策
解決并網(wǎng)點(diǎn)電壓異常的方法：
1、逆變器功率控制
逆變器在并網(wǎng)環(huán)節(jié)能夠?qū)夥敵龅挠泄β屎蜔o(wú)功功率實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制，可以通過(guò)對(duì)功率的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的調(diào)整。
2、SVC/SVG無(wú)功補(bǔ)償裝置
無(wú)功補(bǔ)償對(duì)電力系統(tǒng)的重要性越來(lái)越受到重視，合理地使用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，對(duì)調(diào)整電網(wǎng)電壓（控制電網(wǎng)電壓波動(dòng)和閃變能力）、提高供電質(zhì)量、抑制諧波干擾、保證電網(wǎng)安全運(yùn)行都有著十分重要的作用。
3、配置儲(chǔ)能
1）儲(chǔ)能可以解決三相電壓不平衡問(wèn)題。
2）通過(guò)功率型儲(chǔ)能的快速響應(yīng)能力，也可以補(bǔ)償電壓閃變和暫降的電壓?jiǎn)栴}。
3）儲(chǔ)能能夠進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，改善功率因素，同時(shí)不影響光伏有功出力。
5 并網(wǎng)光伏逆變器主要技術(shù)指標(biāo)
a.使用環(huán)境條件
逆變器正常使用條件：包括工作溫度、工作濕度以及逆變器的冷卻方式等相關(guān)指標(biāo)。
b.直流輸入最大電流c.直流輸入最大電壓d.直流輸入MPP電壓范圍
逆變器對(duì)太陽(yáng)能電池部分進(jìn)行最大功率追蹤（MPPT）的電壓范圍，一般小于逆變器允許的最大直流輸入電壓，設(shè)計(jì)電池組件的輸出電壓應(yīng)當(dāng)在MPP電壓范圍之內(nèi)。
e.直流輸入最大功率
大于逆變器的額定輸出功率，即通常所說(shuō)的“逆變器功率”。為了充分利用逆變器的容量，設(shè)計(jì)接入并網(wǎng)光伏逆變器的電池組件的標(biāo)稱功率可以等于直流側(cè)輸入最大功率。
f.最大輸入路數(shù)
指逆變器直流側(cè)可接入的直流回路數(shù)目。g. 額定輸出電壓
在規(guī)定的輸入條件下，逆變器應(yīng)輸出的電壓值。電壓波動(dòng)范圍一般應(yīng)：?jiǎn)蜗?/span>220V±5%，三相380±5%。
h.額定輸出功率
在規(guī)定的輸出頻率和負(fù)載功率因數(shù)下，逆變器應(yīng)輸出的額定電流值。i. 額定輸出頻率
在并網(wǎng)系統(tǒng)中，額定輸出頻率要對(duì)應(yīng)所并入的電網(wǎng)頻率，而且當(dāng)電網(wǎng)的頻率和相位有微小波動(dòng)時(shí)，逆變器輸出的交流電應(yīng)自動(dòng)追蹤電網(wǎng)的頻率和相位。當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)頻率波動(dòng)過(guò)大，逆變器將自動(dòng)切離電網(wǎng)。我國(guó)的市電頻率為50Hz，并網(wǎng)光伏逆變器頻率波動(dòng)范圍一般在±3%以內(nèi)。
j.最大諧波含量
正弦波逆變器，在阻性負(fù)載下，輸出電壓的最大諧波含量應(yīng)≤10%。
k.過(guò)載能力
在規(guī)定的條件下，在較短時(shí)間內(nèi)，逆變器輸出超過(guò)額定電流值的能力。逆變器的過(guò)載能力應(yīng)在規(guī)定的負(fù)載功率因數(shù)下，滿足一定的要求。
L.效率
在額定輸出電壓、輸出，電流和規(guī)定的負(fù)載功率因數(shù)下，逆變器輸出有功功率與輸入有功功率（或直流功率）之比。
目前很多廠家的逆變器效率標(biāo)示了"效率"和"歐洲效率"兩種。"效率"一般指一天內(nèi)某時(shí)刻逆變器的最大效率，而歐洲效率是根據(jù)一天內(nèi)日照強(qiáng)度的變化計(jì)算加權(quán)值，通過(guò)特定的公式計(jì)算一天內(nèi)的"平均效率"，相對(duì)比較科學(xué)。很多公司的無(wú)變壓器型逆變器的“效率”值很高很高，其實(shí)理論上不太可能，可能
他們未考慮輸出功率因素的影響，將無(wú)功功率也計(jì)算在內(nèi)而得出的最大效率。
m.負(fù)載功率因數(shù)
逆變器負(fù)載功率因數(shù)的允許變化范圍，推薦值0.7-1.0。n.負(fù)載的非對(duì)稱性
n.負(fù)載的非對(duì)稱性
在10%的非對(duì)稱負(fù)載下，固定頻率的三相逆變器輸出電壓的非對(duì)稱性應(yīng)≤10%。o.防護(hù)等級(jí)
IP（INGRESS PROTECTION）防護(hù)等級(jí)系統(tǒng)是由IEC（INTERNATIONAL ELECTROTECHNICALCOMMISSION）所起草。IP防護(hù)等級(jí)是由兩個(gè)數(shù)字所組成，第1個(gè)數(shù)字表示燈具離塵、防止外物侵入的等級(jí)，第2個(gè)數(shù)字表示燈具防濕氣、防水侵入的密閉程度，數(shù)字越大表示其防護(hù)等級(jí)越高。
p.保護(hù)功能
逆變器應(yīng)設(shè)置：短路保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)及缺相保護(hù)。
q.干擾與抗干擾
逆變器應(yīng)在規(guī)定的正常工作條件下，能承受一般環(huán)境下的電磁干擾。逆變器的抗干擾性能和電磁兼容性應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
R.噪聲
不經(jīng)常操作、監(jiān)視和維護(hù)的逆變器，應(yīng)小于95db。經(jīng)常操作、監(jiān)視和維護(hù)的逆變器，應(yīng)小于80db。
s.顯示
逆變器應(yīng)設(shè)有交流輸出電壓、輸出電流和輸出頻率等參數(shù)的數(shù)據(jù)顯示，并有輸入帶電、通電和故障狀態(tài)的信號(hào)顯示。
t.通信接口
主要用于系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控，一般的逆變器通訊接口模式有RS-485、RS-232以及GPRS。
u.機(jī)械參數(shù)
主要指逆變器的重量和尺寸。
分布式并網(wǎng)光伏逆變器的集采集控并網(wǎng)協(xié)調(diào)面臨的問(wèn)題是分散點(diǎn)多分布面廣，各種連接線路電氣環(huán)境復(fù)雜，不同光伏電站終端采用的設(shè)備所具有的通信條件不同，不同分布式并網(wǎng)光伏逆變器通信規(guī)約不同。
分布式并網(wǎng)光伏電站逆變器的數(shù)據(jù)采集,戶用逆變器一般用精靈網(wǎng)關(guān)或逆變器采集棒，精靈網(wǎng)關(guān)的優(yōu)勢(shì)在于可以遠(yuǎn)程升級(jí)，可以在逆變器損壞更換的場(chǎng)景下，保護(hù)通信部件的投資，而且精靈網(wǎng)關(guān)可以采集多個(gè)終端設(shè)備，包括多戶多個(gè)逆變器，浪涌防雷，防逆流裝置，點(diǎn)表、電能質(zhì)量表，氣象站，儲(chǔ)能電池控制等。靈活性更強(qiáng)。接的設(shè)備越多，需要的精靈網(wǎng)關(guān)的性能越高，通常需要專門的防雨裝置，或集成在光伏并網(wǎng)箱柜里面。
分布式并網(wǎng)光伏電站的數(shù)據(jù)采集逆變器采集棒方案的優(yōu)勢(shì)在于實(shí)施簡(jiǎn)易，插上即用，不足是不靈活，不同逆變器型號(hào)、接口、協(xié)議不同，需要專門配備對(duì)應(yīng)的逆變器采集棒型號(hào)，一旦逆變器更換升級(jí)，原有的采集棒也需要替換，相當(dāng)于對(duì)逆變器的深度綁定，因此靈活度不高，采集棒自帶防雨防水，內(nèi)置物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)卡，一般也無(wú)法自行更換，所以選擇逆變器采集棒，一般就會(huì)深度綁定廠商。很難靈活調(diào)整。
要快速采集數(shù)據(jù)，采集棒可以分發(fā)，讓用戶領(lǐng)用自行安裝，自帶平臺(tái)和APP，快速上手使用。要靈活組網(wǎng)，上報(bào)多個(gè)上位機(jī)平臺(tái)（計(jì)價(jià)、運(yùn)維維護(hù)、能源大數(shù)據(jù)、調(diào)控、預(yù)測(cè)），不僅采集逆變器數(shù)據(jù)，還要支持其他智能設(shè)備、氣象站、表計(jì)設(shè)備、安全設(shè)備（防雷防孤島防逆流線路保護(hù)等等，逆變器有時(shí)本身也具備這些功能），就需要精靈網(wǎng)關(guān)或更高性能的通信管理機(jī)。
逆變器的一般功能和采集點(diǎn)表
逆變器需要有交流過(guò)壓，欠壓保護(hù)，超頻、欠頻保護(hù)，高溫保護(hù)、交流及直流過(guò)流保護(hù)，直流過(guò)壓保護(hù)等功能。
逆變器必須具備快速監(jiān)測(cè)孤島且監(jiān)測(cè)到孤島后立即斷開與電網(wǎng)連接的能力。具備高/低電壓閉鎖、檢有壓自動(dòng)并網(wǎng)功能(檢有壓85%UN自動(dòng)并網(wǎng))。
逆變器類型分布式電源應(yīng)具備支持調(diào)度機(jī)構(gòu)開展“四遙”（遙測(cè)、遙信、遙調(diào)、遙控）應(yīng)用功能，逆變器應(yīng)通過(guò)國(guó)家認(rèn)可資質(zhì)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)和認(rèn)證。
400-001-8882
