智能電網(wǎng)：提升并網(wǎng)研究與檢測(cè)能力 國(guó)網(wǎng)為光伏發(fā)展護(hù)航
近年來(lái)，光伏發(fā)電發(fā)展迅猛。2011年全球太陽(yáng)能市場(chǎng)安裝量達(dá)27.4吉瓦，相較于2010年增長(zhǎng)40%。中國(guó)安裝量為2.75吉瓦，躍居全球第三。2009年起，我國(guó)多個(gè)部委聯(lián)合出臺(tái)多項(xiàng)光伏發(fā)電激勵(lì)政策，支持分布式建筑光伏和集中式大型地面光伏的開發(fā)。光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，光伏并網(wǎng)研究與檢測(cè)尚處空白，帶來(lái)光伏發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)問題，直接影響了我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
國(guó)家電網(wǎng)公司為解決光伏發(fā)電并網(wǎng)相關(guān)問題，持續(xù)投入大量人力、物力、財(cái)力，并取得豐碩成果。
大力開展并網(wǎng)檢測(cè)能力建設(shè)
為了確保我國(guó)光伏行業(yè)健康發(fā)展，解決光伏并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)問題，國(guó)家電網(wǎng)公司超前謀劃，加大科研項(xiàng)目投入力度，全方位地進(jìn)行深入研究。幾年來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)公司著重開展光伏發(fā)電基礎(chǔ)研究能力建設(shè)、光伏產(chǎn)品試驗(yàn)檢測(cè)環(huán)境建設(shè)、光伏電站現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)能力建設(shè)和光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)等工作，以解決光伏發(fā)電接入電網(wǎng)后的安全穩(wěn)定運(yùn)行、調(diào)峰調(diào)頻、調(diào)度決策等關(guān)鍵問題。
在國(guó)家電網(wǎng)公司指導(dǎo)下，中國(guó)電力科學(xué)研究院瞄準(zhǔn)世界光伏發(fā)電技術(shù)前沿，建成國(guó)際領(lǐng)先的太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)研究檢測(cè)機(jī)構(gòu)，通過技術(shù)方案的不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法的系統(tǒng)研究、關(guān)鍵測(cè)試設(shè)備的自主研制和標(biāo)準(zhǔn)體系的建立完善，大幅提升了我國(guó)在光伏并網(wǎng)領(lǐng)域的科研能力和檢測(cè)能力。
目前，中國(guó)電科院已完成國(guó)家電網(wǎng)公司項(xiàng)目?jī)身?xiàng)(《太陽(yáng)能試驗(yàn)研究能力建設(shè)》《戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)政策研究》)，正在承擔(dān)的國(guó)家級(jí)項(xiàng)目3項(xiàng)，分別為國(guó)家科技部項(xiàng)目《風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程關(guān)鍵技術(shù)研究》、國(guó)家能源局項(xiàng)目《國(guó)家能源太陽(yáng)能發(fā)電研發(fā)(實(shí)驗(yàn))中心能力提升》、國(guó)家質(zhì)檢總局項(xiàng)目《光伏并網(wǎng)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究》。同時(shí)，與國(guó)際知名檢測(cè)機(jī)構(gòu)UL、弗朗霍夫等開展了廣泛的技術(shù)合作。
發(fā)揮太陽(yáng)能發(fā)電研發(fā)中心作用
經(jīng)國(guó)家能源局批復(fù)，國(guó)家能源太陽(yáng)能發(fā)電研發(fā)(實(shí)驗(yàn))中心于2010年7月3日正式揭牌運(yùn)行。國(guó)家電網(wǎng)公司和中國(guó)電科院充分發(fā)揮該中心的作用，增強(qiáng)光伏并網(wǎng)檢測(cè)能力。
依據(jù)IEC、IEEE、UL等相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，該中心研制了2000千瓦電網(wǎng)擾動(dòng)發(fā)生裝置、1000千瓦防孤島檢測(cè)裝置，結(jié)合中心設(shè)計(jì)的兆瓦級(jí)可控直流電源，模擬光伏方陣的伏安特性和兆瓦級(jí)低電壓穿越裝置，全面實(shí)現(xiàn)了兆瓦級(jí)并網(wǎng)光伏逆變器的并網(wǎng)特性檢測(cè)。特別是在低電壓穿越裝置研究上，該中心自主研制了適用于各種功率、電壓等級(jí)的低電壓耐受能力測(cè)試平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)10種跌落方式、1440個(gè)跌落點(diǎn)的電網(wǎng)故障模擬，滿足各種類型光伏逆變器的低電壓耐受能力測(cè)試需求。
國(guó)家能源太陽(yáng)能發(fā)電研發(fā)(實(shí)驗(yàn))中心根據(jù)分布式建筑光伏和集中式大型地面光伏的特點(diǎn)，分別研制了集成化、可移動(dòng)式小型光伏電站檢測(cè)平臺(tái)和多模塊、可移動(dòng)式大中型光伏電站檢測(cè)平臺(tái)。小型光伏電站檢測(cè)平臺(tái)將所有測(cè)試設(shè)備集成到一個(gè)14米長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)集裝箱內(nèi)，并采用優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)光伏電站的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)。大中型光伏電站檢測(cè)平臺(tái)采用模塊化設(shè)計(jì)，由1臺(tái)集控車與6臺(tái)檢測(cè)車組成，靈活組合不同車輛，即可實(shí)現(xiàn)不同項(xiàng)目的檢測(cè)，提升了檢測(cè)效率。兩套平臺(tái)均屬世界首創(chuàng)。
該中心已成為我國(guó)唯一一家通過CNAS認(rèn)可和CMA認(rèn)證的國(guó)家級(jí)太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)科研檢測(cè)機(jī)構(gòu)。中心光伏逆變器檢測(cè)項(xiàng)目具備95個(gè)子項(xiàng)檢測(cè)資質(zhì)，光伏電站現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)項(xiàng)目具備18個(gè)子項(xiàng)檢測(cè)資質(zhì)，建成的金太陽(yáng)示范工程遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心，能夠?yàn)閲?guó)家監(jiān)管金太陽(yáng)項(xiàng)目提供信息化手段，為制定光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策提供數(shù)據(jù)支撐。
并網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)步成果斐然
通過開展重大課題的研究工作和科技創(chuàng)新，中國(guó)電科院在光伏并網(wǎng)技術(shù)上取得了顯著進(jìn)步。
光伏發(fā)電并網(wǎng)數(shù)字仿真平臺(tái)是重要成果之一，以平臺(tái)為基礎(chǔ)，中國(guó)電科院建立起光伏發(fā)電站建模導(dǎo)則和模型參數(shù)測(cè)試規(guī)程，開展光伏發(fā)電接入電力系統(tǒng)運(yùn)行控制、安全保護(hù)等多項(xiàng)重大科研項(xiàng)目研究工作。而光伏電站移動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)已應(yīng)用于青海、甘肅、寧夏、浙江、河南等多個(gè)省份的27座光伏電站中，通過開展入網(wǎng)檢測(cè)，保障電站并網(wǎng)性能指標(biāo)。
技術(shù)人員對(duì)光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)的研究也有了全新進(jìn)展。該技術(shù)將理論分析方法與光伏發(fā)電的實(shí)際工作相結(jié)合，對(duì)光伏發(fā)電所表現(xiàn)出的波動(dòng)性、間歇性等發(fā)電特性進(jìn)行深入研究，在此基礎(chǔ)上提出針對(duì)光伏發(fā)電的建模方法，同時(shí)考慮光伏組件工作狀態(tài)、大氣狀況、太陽(yáng)能板污損、輸電線路損失等影響因素，建立光伏發(fā)電的超短期和短期功率預(yù)測(cè)模型。技術(shù)人員開發(fā)出相應(yīng)的運(yùn)行軟件平臺(tái)，具備光伏電站的在線監(jiān)測(cè)、日前短期功率預(yù)測(cè)、超短期功率預(yù)測(cè)及光伏電站上報(bào)發(fā)電計(jì)劃考核等功能。
依托國(guó)家能源太陽(yáng)能發(fā)電研發(fā)(實(shí)驗(yàn))中心，技術(shù)人員建設(shè)了光伏電站實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)、光伏發(fā)電功率預(yù)報(bào)系統(tǒng)和發(fā)電能力評(píng)估系統(tǒng)，研究成果已經(jīng)在南京、甘肅、寧夏、青海等地得到應(yīng)用，并即將應(yīng)用于西藏等高海拔地區(qū)光伏電站。光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，有利于電力調(diào)度部門制定發(fā)電計(jì)劃、在線調(diào)度和優(yōu)化電源組合;對(duì)減少電力系統(tǒng)運(yùn)行成本，以及對(duì)光伏電站參與發(fā)電競(jìng)價(jià)、降低棄光損失、安排檢修時(shí)間等都具有重要作用。
在標(biāo)準(zhǔn)制定方面，針對(duì)我國(guó)光伏發(fā)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重缺失和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)不完善的狀況，中國(guó)電科院研究建立了光伏發(fā)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系，立項(xiàng)編制相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。目前，已建立了以60項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、22項(xiàng)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的光伏發(fā)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架，并立項(xiàng)編制14項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和18項(xiàng)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
目前，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》與《光伏電站接入電網(wǎng)測(cè)試規(guī)程》已頒布執(zhí)行，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》《光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》《光伏發(fā)電站無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)規(guī)范》即將頒布。光伏標(biāo)準(zhǔn)體系的建立，為我國(guó)光伏行業(yè)健康快速發(fā)展、保障整個(gè)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了技術(shù)支撐。
隨著我國(guó)光伏行業(yè)的發(fā)展，光伏并網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步，進(jìn)一步規(guī)范了國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)要求。中國(guó)電科院將充分發(fā)揮科研機(jī)構(gòu)的科技支撐和引領(lǐng)作用，引導(dǎo)國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)發(fā)展方向，保障規(guī)模化光伏發(fā)電接入電網(wǎng)后的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，以促進(jìn)太陽(yáng)能發(fā)電和電網(wǎng)的協(xié)調(diào)健康發(fā)展，提升我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)研究檢測(cè)的國(guó)際地位。
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