光伏发电系统并网实施指南

光伏并网发电系统的并网导则随着接入电网的电压等级而有所不同：接入低压电网的光伏发电系统通常功率等级较低且规模较小，为保护用电设备和人身安全，要求具有孤岛保护功能；而接入中、高压电网的光伏发电系统功率等级较高，为保障电网的安全稳定运行，要求具有LVRT能力。德国的BDEW中压电网发电设备并网标准规定得最为详尽和规范。我国光伏发电系统并网导则借鉴了其他国家中低压电网并网导则和我国风电并网导则的框架，相关国家标准已于2012年底正式颁布，并于2013年6月正式实施。

1.静态特性要求

德国BDEW中压电网并网导则与德国E.ON并网导则架构完全一致，都从静态特性和动态特性两个角度规定了并网导则，其中静态特性包括有功功率与频率控制要求，无功功率与电压控制要求，电压和频率运行范围以及电能质量。在静态特性具体规定上，BDEW并网导则和E.ON并网导则相同。

我国光伏并网导则的架构也与风电系统并网导则一致，内容上的主要区别在于，不同功率等级的光伏电站在功率控制和LVRT要求方面有明显区别。

按照接入电网的电压等级，光伏电站可分为：

小型光伏电站：通过380V电压等级接入电网的光伏电站；

中型光伏电站：通过10～35kV电压等级接入电网的光伏电站；

大型光伏电站：通过66kV及以上电压等级接入电网的光伏电站。

不同等级光伏电站的基本并网准则为：大中型光伏电站应具备电压源特性，能够在一定程度上参与电网的电压和频率调节。电压调节方式包括调节光伏电站的无功功率、无功补偿设备投入量及变抽头变压器的电压比等。对于专线接入公用电网的大中型光伏电站，其配置的容性无功功率容量应能够补偿光伏电站满发时站内汇集系统和主变压器的无功消耗及二分之一的光伏电站送出线路所消耗感性无功功率；其配置的感性无功功率应能补偿二分之一的光伏电站送出线路的充电无功功率。当电网频率出现波动时，光伏电站运行要求为：

1）低于48Hz：根据光伏电站逆变器允许运行的最低频率或电网要求而定；

2）48～49.5Hz：每次低于49.5Hz时，要求至少连续运行10min；

3）49.5～50.2Hz：连续运行；

4）50.2～50.5Hz：每次频率高于50.2Hz时，光伏电站应具备能够连续运行2min的能力，实际运行时间由电网调度机构决定；此时，不允许处于停运状态的光伏电站并网；

5）高于50.5Hz：在0.2s内停止向电网线路送电，且不允许停运状态的光伏电站并网。

对于通过汇集系统升压至500kV（或750kV）电压等级接入公用电网的大中型光伏电站，其配置的容性无功容量应能够补偿光伏电站满发时站内汇集系统、主变压器的感性无功及光伏电站送出线路所消耗的全部感性无功，其配置的感性无功容量应能补偿光伏电站送出线路的充电无功功率。

小型光伏电站可作为负荷看待，应尽量不与电网产生无功交互，在电网频率和电压发生异常时应尽快切出；并网点频率在49.5～50.2Hz范围以外时，应在0.2s内停止向电网送电；并网点电压异常时，小型光伏电站的响应要求见表9-1。(www.xing528.com)

表9-1 小型光伏电站在电网电压异常时的响应要求

2.动态特性要求

动态特性方面，德国BDEW并网导则与E.ON并网导则一致，对两种类型的发电设备作出区分：同步发电机直接并网型发电系统（类型1）和除此以外的其他发电系统（类型2）。

对类型2，BDEW要求的LVRT曲线与E.ON有些许区别，如图9-12所示。

图9-12 BDEW并网导则LVRT曲线

与E.ON相比，图9-12所示曲线在30%额定电压以下部分增加了一片空白区域，电网电压处于该区域时，类型2发电系统的运行状态可由系统运营商自行决定，不要求保持并网。

对于接入中低压电压等级配电网的分布式发电系统（包括光伏并网发电系统），有并网导则还明确提出了频率穿越的具体要求，如IEEE 1547导则要求：并网点电压频率在一定范围内变化时，要求分布式发电系统保持一段时间内不脱网运行。

我国光伏并网导则对其动态特性规定较详细，根据光伏电站的规模和接入电网的电压等级，具体规定有所不同：对于接入低压电网的小型光伏电站，导则不要求其具有LVRT能力，取而代之，其应具备孤岛保护能力，即在电网失电时，光伏系统应能快速识别孤岛状态且立即断开与电网的连接；对于接入中高压电网的大中型光伏电站，光伏电站可不设置防孤岛保护，但应具备LVRT能力，故障超出一定时间后，公用电网的继电保护装置可切除光伏电站；为保障人身安全，接入用户内部电网的中型光伏电站，其防孤岛保护能力由电力调度部门确定。

我国光伏发电系统的LVRT导则与风电系统相似，LVRT区域如图9-13所示：并网点电压跌至20%额定电压时，光伏电站应能够保证连续并网运行1s；若并网点电压在跌落后3s内能恢复到90%额定电压，光伏电站应能保证不间断并网运行；LVRT过程中，电网对光伏电站的无功补偿要求与风电并网导则中的相关要求一致。

光伏电站脱网后，在电网故障恢复阶段，电网电压和频率恢复到正常范围前，光伏电站不允许并网运行；恢复到正常范围后，小型光伏电站应经过一定的延时方可重新并网，延时时间一般为20s到5min，可根据光伏电站的容量大小和接入方式、结合分批并网的原则，由电力调度部门确定；大中型光伏电站则应按电力调度部门的指令确定并网时刻。

图9-13 我国光伏系统并网导则要求的LVRT曲线