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分布式光伏電源的運維管控,分布式光伏電源的運維方案

分布式光伏電源已成為大陸能源戰略調整的核心内容,是推進節能減排、應對氣候變化的重要舉措,也是精準扶貧項目的重點。 作為一個新生事物,分布式光伏發電呈現出 “快”(發展速度快)、“低”(并網電壓低)、“小”(裝機容量小)、“散”(資源分布散)、“弱”(運維能力弱)、“難”(營運監控難)等特點,随着大量分布式電源接入電網,對現有電網運維管理模式提出了挑戰。

1 目前存在的問題

1.1 安全生産基礎薄弱

目前, 光伏發展重心都放在如何使光伏項目盡快并網發電上,但對光伏項目并網後如何安全可靠發電,還沒有進行系統的研究和探讨。 一是各光伏電站技術力量薄弱,大部分未配備專職的電工,一旦發電站出現故障無法及時進行處理, 會對電網和電力使用者存在較大的安全隐患。 二是光伏發電為間隙性發電, 會對電網供電造成諧波、電壓波動等電能品質影響,需要加強監測分析。 三是光伏發電作為綠色清潔能源,需通過開展光伏發電預測、電網方式優化排程等措施, 盡可能確定實作光伏發電上網消納。

1.2 運維管理缺失規範指導性檔案

國家電網公司要求省市供電公司安監、運檢、調控部門對于光伏發電要履行專業管理職責, 對于光伏分布式電源的安全運維管理的要求是零星出現在各專業要求中,還沒有一個系統、詳細的規範檔案來指導下級供電公司開展光伏電源涉網安全運維、檢修、調控管理。

1.3 運維分析工作不夠全面

光伏分布式電源大量接入配電網, 對局部區域電力電量平衡和電能品質将産生巨大影響。 光伏發電必将大大影響電網網供負荷、電能品質等名額,甚至存在發電企業停産放假等特殊時間段往上級電網大量倒送的現象。而目前基于光伏發電的電網規劃、 排程計劃及安全運維等電網名額分析還有待加強。

分布式光伏電源的運維管控,分布式光伏電源的運維方案

2 解決措施

通過對現存問題的分析, 以及對目前裝置及流程的挖掘,明确了光伏分布式電源管理應以規劃設計為先導,優化接入設計方案,完善接入電網配套工程管理,實作源頭安全;以并網驗收為依托,嚴格入網管理,建立準入機制,把好入網關口;以安全檢修為重點,防範孤島運作模式,排查檢修安全隐患,確定檢修安全;以運作維護為基礎, 逐漸完善監測系統功能建設, 實時掌控裝置運作狀态,提升運維管理水準。

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2.1 出台光伏電源管理辦法

在現場調研基礎上, 針對性收集光伏電源存在的問題,從涉及電網安全的角度,在光伏電源的驗收、投運、運維、檢修、調控等各環節,制訂相應的管理辦法和技術要求。 懷化供電公司層面制定了《分布式光伏并網安全管理辦法(試行)》,明确各部門職責,為縣供電公司的規範管理提出了指導意見。 以“全過程安全管控”為核心,開展分布式光伏電源涉網安全運維管理工作, 強化分布式光伏并網的規劃設計、并網驗收、安全檢修、運作維護等各個環節的安全管理,實作分布式光伏并網運作安全。

2.2 嚴格把控并網施工

将與電網安全密切相關的開關裝置和控制裝置測試、電能品質測試、電網故障測試、交(直)流配電裝置保護功能測試、觸電保護、過電壓保護和接地檢查等内容列入并網驗收内容,從嚴把好工程驗收關,確定分布式光伏電源并網安全。根據配電網實際情況, 提出了選用高效節能型變壓器、T 接方式接入系統,采用帶隔離功能斷路器,低壓并網點應具備開斷故障電流能力的光伏并網專用斷路器,滿足反孤島裝置使用要求, 接入箱應配置配電智能終端裝置,線路金具按“節能型、絕緣型”原則選用等一系列探索性标準。

2.3 規範并網排程驗收和安全協定

通過認真貫徹國家電網公司“四個服務”宗旨、《排程交易服務“十項措施”》《關于做好分布式電源并網服務工作的意見》,明确目前光伏并網工程驗收應遵循《分布式電源接入配電網系統測試及驗收規程》《國家電網公司關于印發機井通電工程典型設計和分布式光伏扶貧項目接網工程典型設計的通知》《光伏電站接入電網技術規定》及配網工程其它相關規定的要求。 落實地縣兩級電網排程機構在光伏排程驗收職責及向分布式光伏發電企業提供的服務内容與業務流程,如并網排程協定簽訂、安全協定簽訂、建立裝置投運、運作裝置停電檢修業務辦理、繼電保護裝置配置與運作、 定值整定、 排程自動化業務辦理、排程對象上崗資格确認等,積極為分布式光伏發電項目接入電網提供便利條件。

2.4 防範孤島運作,確定人身安全

分布式光伏并網後存在的孤島運作模式對檢修人員安全會帶來隐患,需要通過有效的管理,防範孤島運作引起的檢修安全。

(1)管理層面解決光伏發電孤島供電引起的檢修安全隐患。 在配網檢修前,相關管理人員負責通知分布式使用者,斷開所有的分布式光伏發電,避免孤島現象的出現。并将存在分布式光伏發電的線路作為特殊線路納入電網風險預警管控, 檢修前安排專責監護人到現場檢查使用者側安措是否執行到位。 在光伏項目投運後,管理部門應在配電線路一次接線圖中的光伏線路公共接入點裝置處醒目标明。

(2)安裝反孤島裝置。 為解決未來大量分布式光伏接入引起的管理工作量過大, 難以一一通知使用者切除發電系統,要安裝反孤島裝置。 反孤島裝置由操作開關和擾動負載組成, 在低壓配網檢修前, 從業人員啟動反孤島裝置,一旦出現孤島運作,裝置中的擾動負載就能立即發揮作用,破壞孤島狀态,保障檢修人員的安全。

(3)強化巡視。 結合配網裝置運維管理要求,細化光伏并網定期巡檢、日常運維檢修安全管理要求。 根據上級有關規程規定和本機關配電裝置現場運作規程來組織光伏發電配套供配電設施的運作管理工作。 光伏發電配套供配電中壓設施每月巡視一次,光伏發電送出的 0.4 千伏線路每季度巡視一次。 在特殊情況下可以增加巡檢次數。對日常巡查過程中發現的問題及時進行記錄、 分析、彙總,重大問題向運維檢修部彙報,裝置缺陷按照本機關缺陷管理流程處理, 每月統計彙總光伏發電配套供配電設施巡視報表,并上報運維檢修部。 通過建立完善的運維檢修機制, 可以提高光伏發電配套裝置的可靠性和裝置缺陷的管理水準,提升裝置故障搶修速度與修複品質,確定電網的安全運作。

2.5 對運作情況進行監控與分析

(1)通過用電采集系統擷取各個光伏發電的電氣資訊、運作資訊、電能品質、發電功率、發電量等資料,實作對全網發電資訊的監視, 使排程運作管理人員可以實時掌握全網、光伏并網點包括目前有功功率、無功功率、發電量、并離網狀态、發電裝置的運作狀态等運作情況,為排程運作、運維檢修等業務開展提供支撐。

(2)開展光伏發電特性分析。 光伏發電随氣象波動變化非常大,随着大規模波動性的電源接入電網,對光伏發電的間歇性、波動性與天氣變化關系研究顯得尤為重要。對發電實時資料、氣象資料進行研究分析,研究光伏發電随季節、天氣變化的發電特性,得出一年各個季節發電特性,得出晴天、陰天、雨天光伏發電特性,并對電站實際功率的頻率分布、功率變化分布特性進行分析,為排程方式安排、電量預測及檢修計劃安排提供重要資料支撐。

2.6 電能品質監測與分析

(1)光伏分布式電源并網對母線電壓的影響分析。 在并網點安裝電壓監測儀, 收集全天 24 小時并網電壓資料,結合光伏發電實時資料,動态分析光伏發電并網運作對母線電壓的影響, 以真實資料展示分布式光伏發電對供電品質的影響。

(2)諧波及三相不平衡監測。 分布式光伏通過逆變器并入電網,易産生諧波、三相不平衡;同時輸出功率波動易造成電網電壓波動和閃變, 劣化配電網電能品質,影響周邊用電負荷的正常工作。 雖然并網點頻率、諧波、三相不平衡度、長時間電壓閃變等電能品質各項名額均滿足國标要求,但随着光伏滲透率 的不斷增加,造成的電能品質問題必須引起重視。 加強諧波及三相不平衡監測,一旦發現名額越限,應要求光伏電站安裝電能品質治理裝置 (如有源濾波器等), 通過這些監管手段的實施, 確定光伏發電引起的電能品質問題滿足國标要求,提升供電品質。

2.7 拓展技術監督,提升監管水準

分布式光伏發電的出現為技術監督增加了新的涵義,加大技術監督的覆寫面,要依據《電力法》和國家有關規定,按照依法監督、分級管理、 行業歸口的原則,制定《分布式光伏電源并網技術監督管理規定》, 維護電氣裝置的安全使用環境,保護發、供、用電各方的合法權益,規範分布式光伏的運作和檢修等工作, 以提升分布式光伏發電和配電網之間的協調水準。上述措施的實施, 将建立覆寫分布式光伏電源并網驗收、運維檢修、運作監測、技術監督全過程的運維管理系統,通過運維管理系統,可以全面提升配網運維管理能力,進一步提高分布式電源排程管理水準和電網營運分析水準。

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