隨著分布式光伏裝機(jī)容量快速增長，部分地區(qū)因電網(wǎng)承載力不足、儲能設(shè)施滯后及政策激勵過度集中，導(dǎo)致光伏發(fā)電量超出本地消納能力，形成“紅區(qū)”。這些區(qū)域面臨電壓波動、設(shè)備過載、棄光限電等問題，甚至威脅電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。例如，福建某地因光伏裝機(jī)激增，導(dǎo)致區(qū)域電網(wǎng)頻繁出現(xiàn)逆流現(xiàn)象，迫使電力公司出臺嚴(yán)格管控措施。

1、政策推動

國家能源局頒布的《分布式光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)管理辦法》規(guī)定，6MW及以上的分布式光伏要求全部自發(fā)自用，針對6MW以下的分布式光伏要求自發(fā)自用、余電上網(wǎng)的模式，針對部分區(qū)域存在分布式光伏裝機(jī)限制的，部分小于6MW的分布式光伏也要求自發(fā)自用，做防逆流控制要求。

2、解決方案

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，安科瑞推出一種防逆流方案，即協(xié)調(diào)控制器ACCU-100結(jié)合防逆流保護(hù)裝置AM5SE-IS方案，通過監(jiān)測公共連接點(diǎn)逆流情況，一旦檢測到逆流或即將出現(xiàn)逆流，就會通過通信接口發(fā)送信號給協(xié)調(diào)控制器，協(xié)調(diào)控制器通過監(jiān)測市電總進(jìn)線處的功率和實(shí)時的發(fā)電功率，經(jīng)過系統(tǒng)的計(jì)算生成對應(yīng)的逆變器調(diào)節(jié)指令，來實(shí)現(xiàn)光伏防逆流的柔性調(diào)節(jié)功能。同時防逆流保護(hù)裝置內(nèi)設(shè)置逆功率或者低功率保護(hù)功能作為柔性調(diào)節(jié)失控下的逆流保障。這種方法既可以保證電力系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)運(yùn)行，保護(hù)電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定，又可以最大化利用光伏發(fā)電。

2.1 光伏防逆流位置

如圖1所示，虛框?yàn)橛脩綦娋W(wǎng)，該用戶電網(wǎng)通過公共連接點(diǎn)C與電網(wǎng)相連。在用戶電網(wǎng)內(nèi)部，有兩個分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，分別通過A點(diǎn)和B點(diǎn)與用戶電網(wǎng)相連，A點(diǎn)和B點(diǎn)均為并網(wǎng)點(diǎn)，但不是公共連接點(diǎn)。在D點(diǎn)有分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)直接與公共電網(wǎng)相連，D點(diǎn)是并網(wǎng)點(diǎn)，也是公共連接點(diǎn)。因此分布式光伏的防逆流應(yīng)當(dāng)監(jiān)視公共連接點(diǎn)（C或者D點(diǎn)）處的上網(wǎng)功率。

圖1 公共連接點(diǎn)和光伏并網(wǎng)點(diǎn)示意圖

2.2 國標(biāo)要求

根據(jù)《GB/T 50865-2013 光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《GB/T 29319-2012 光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》等國家標(biāo)準(zhǔn)中均明確提出防逆流要求：當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)為不可逆并網(wǎng)方式，應(yīng)配置逆向功率保護(hù)設(shè)備。當(dāng)檢測到逆向電流超過額定輸出的5%時，光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)在2s內(nèi)自動降低出力或停止向電網(wǎng)線路送電。

2.3 方案組成

主要產(chǎn)品清單如下：

（1）ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器

通過監(jiān)測市電總進(jìn)線處防逆流信號，將市電取電信號上傳至ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器。該控制器會對逆流數(shù)據(jù)展開精確的邏輯計(jì)算，進(jìn)而據(jù)此對逆變器的輸出功率進(jìn)行調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)無逆流運(yùn)行。

ACCU-100 與智慧能源管理云平臺緊密配合，構(gòu)建高效系統(tǒng)架構(gòu)?？刂破骶珳?zhǔn)調(diào)控分布式能源，并與云端平臺實(shí)時交互，響應(yīng)云端策略配置，實(shí)現(xiàn)跨站點(diǎn)、跨區(qū)域海量數(shù)據(jù)接入與分析，為各站點(diǎn)提供精準(zhǔn)管控與最佳控制方案，遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)維功能進(jìn)一步提升管理效率。

（2）防逆流保護(hù)裝置

為確保系統(tǒng)的可靠性，配置的防逆流保護(hù)裝置，在控制器出現(xiàn)故障或通訊中斷等異常情況下，能夠迅速切斷或者輪切并網(wǎng)柜斷路器，保障電網(wǎng)安全。防逆流保護(hù)裝置目前有2款，可以根據(jù)應(yīng)用場景來選擇。

1）并網(wǎng)點(diǎn)與逆流檢測點(diǎn)距離較近（建議200m以內(nèi)）

可選用AM5SE-IS防逆流保護(hù)裝置，具有：逆功率跳閘、逆功率恢復(fù)合閘；低功率跳閘、低功率恢復(fù)合閘。

2）并網(wǎng)點(diǎn)與逆流檢測點(diǎn)距離較遠(yuǎn)（超過200m）

可選用AM5SE-PV系列主從機(jī)防逆流保護(hù)裝置。具有：主從機(jī)方案四段低功率/低功率恢復(fù)合閘；主從機(jī)方案逆功率/逆功率恢復(fù)合閘；主機(jī)防孤島保護(hù)、從機(jī)防孤島保護(hù)。

3）智慧能源管理平臺

借助 AcrelEMS 3.0智慧能源管理平臺，可對用戶微電網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)以及用電負(fù)荷展開實(shí)時監(jiān)測。結(jié)合先進(jìn)的光伏預(yù)測技術(shù)，該平臺能夠優(yōu)化運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)源荷之間的有序互動。不僅可以靈活調(diào)節(jié)逆變器出力，有效避免逆流現(xiàn)象，還能充分滿足企業(yè)微電網(wǎng)在能效管理數(shù)字化、安全分析智能化等方面的需求，顯著提高微電網(wǎng)的運(yùn)行效率和能源利用率。

2.4 方案接線

（1）單進(jìn)線單并網(wǎng)點(diǎn)防逆流保護(hù)裝置接線示意圖如圖2所示。

圖2 AM5SE-IS防逆流保護(hù)裝置接線示意圖

（2）單進(jìn)線多并網(wǎng)點(diǎn)，且防逆流點(diǎn)與并網(wǎng)點(diǎn)距離超過200米的防逆流保護(hù)裝置

接線示意圖如圖3所示。

若一路市電進(jìn)線下帶多個并網(wǎng)點(diǎn)，主機(jī)選用AM5SE-PVM、從機(jī)選用AM5SE-PVS（*最多支持1主5從），如圖3所示。

圖3 AM5SE-PV主從機(jī)方案防逆流保護(hù)裝置接線示意圖（1）

（3）多進(jìn)線單/多并網(wǎng)點(diǎn)，且防逆流點(diǎn)與并網(wǎng)點(diǎn)距離超過200米的防逆流保護(hù)裝置接線示意圖如圖4所示。

當(dāng)市電進(jìn)線為多路電源進(jìn)線帶1或多個并網(wǎng)點(diǎn)，主機(jī)選用AM5SE-PVM、從機(jī)選用AM5SE-PVS2（1個主機(jī)*多支持5個從機(jī)、1個從機(jī)*多接受4個主機(jī)），如圖4所示。

圖4 AM5SE-PV主從機(jī)方案防逆流保護(hù)裝置接線示意圖（2）

2.5. 方案組網(wǎng)

通過在市電進(jìn)線處安裝防逆流裝置（針對多進(jìn)線多并網(wǎng)點(diǎn)的，可以采用主從機(jī)防逆流裝置），實(shí)時監(jiān)測光伏上網(wǎng)情況，將監(jiān)測信號上傳給協(xié)調(diào)控制器。通過對逆流數(shù)據(jù)的邏輯計(jì)算對逆變器的輸出功率進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)無逆流情況。

圖5 協(xié)調(diào)控制器與保護(hù)裝置組網(wǎng)接線示意圖

2.6. 數(shù)據(jù)采集

根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，對光伏防逆流所需設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

1）市電連接點(diǎn)

主要功能：監(jiān)測市電實(shí)時交互功率。

相關(guān)設(shè)備：關(guān)口表或防逆流保護(hù)裝置。

2）光伏并網(wǎng)柜

主要功能：監(jiān)測光伏設(shè)備的實(shí)時功率、通信狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)等。

相關(guān)設(shè)備：光伏并網(wǎng)電表、斷路器狀態(tài)。

設(shè)備關(guān)系：光伏節(jié)點(diǎn)下可能包含多個光伏單元。

3）光伏單元

主要功能：執(zhí)行光伏功率調(diào)控命令。

相關(guān)設(shè)備：光伏逆變器、SmartLogger（華為數(shù)據(jù)采集器，可批量控制光伏逆變器）。

2.7. 控制說明

（1）防逆流保護(hù)裝置保護(hù)部分

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況對防逆流保護(hù)裝置進(jìn)行參數(shù)的分段式整定，當(dāng)柔性調(diào)節(jié)失效或者響應(yīng)不及時發(fā)生時，防逆流保護(hù)裝置將進(jìn)行跳閘保護(hù)，避免考核與罰款。在監(jiān)測逆流消失后會重新合閘。

其中保護(hù)裝置的整定參考如下：

1）《光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50865-2013，6.3.2 當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)為不可逆并網(wǎng)方式時,應(yīng)配置逆向功率保護(hù)設(shè)備。當(dāng)檢測到逆向電流超過額定輸出的5%時，光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)在2s內(nèi)自動降低出力或停止向電網(wǎng)線路送電。

2）《建筑光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[附條文說明]》GB/T 51368-2019 8.9.3 建筑光伏系統(tǒng)并網(wǎng)自動化系統(tǒng)應(yīng)符合下列規(guī)定：建筑光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)為不可逆并網(wǎng)方式時，應(yīng)配置逆向功率保護(hù)設(shè)備。逆功率保護(hù)應(yīng)具有當(dāng)檢測到逆向電流超過額定輸出的5%時，建筑光伏系統(tǒng)應(yīng)在2s內(nèi)自動降低出力或停止向電網(wǎng)線路送電。

（2）柔性調(diào)節(jié)部分

當(dāng)進(jìn)線側(cè)出現(xiàn)逆功率時，在滿足允許逆流存在的最長時間內(nèi)，ACCU-100控制器通過監(jiān)測防逆流裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)，逐步調(diào)整光伏逆變器的出力，然后根據(jù)防逆流裝置反饋的逆流數(shù)據(jù)檢測當(dāng)前進(jìn)線側(cè)的逆流情況，來判斷是否繼續(xù)進(jìn)行逆變器的出力調(diào)節(jié)，直至檢測到逆流完全消失；在其他情況下，比如負(fù)荷突然消失，也可采用通過防逆流裝置直接跳閘斷開并網(wǎng)柜總開關(guān)的方式。負(fù)荷增大后，再重新合上并網(wǎng)柜開關(guān)或者調(diào)整逆變器的逆變功率，最大程度上提高光伏發(fā)電的利用率。

審核編輯 黃宇