核心观点
本报告探讨了光伏发电在配电网中高渗透率场景下的技术整合问题，重点关注了从单向输电网络向双向输电网络的过渡过程。报告基于 IEA 光伏发电系统计划 (PVPS) 任务 14 子任务 2 的案例研究收集，分析了不同国家在光伏发电整合方面的最佳实践案例。
关键数据
- 截至 2013 年底，全球光伏装机容量达到 132 GW，约占总电力消费量的 0.9%。
- IEA PVPS 任务 14 成员国代表了全球 85% 的光伏装机容量。
研究结论
- 光伏发电的整合过程可以分为三个阶段：
- 阶段 1（单向输电网络）：光伏发电量低于本地消耗量，主要挑战集中在电压和负载问题。
- 阶段 2（双向输电网络）：光伏发电量超过本地消耗量，需要解决反向功率流动、电压超调和电网重构等问题。
- 阶段 3（高渗透率场景）：光伏发电成为主要电力来源，需要重点关注输电系统运行和辅助服务提供。
- 光伏发电系统可以提供多种技术服务来支持电网运行，包括：
- 无功功率控制：静态无功功率控制和动态无功功率控制，用于维持电压稳定。
- 有功功率控制：主动功率控制，用于缓解电网拥堵和电压控制。
- 提高自耗率和智能负荷管理：通过储能系统或可管理负荷来减少电网接入需求。
- 配电网运营商可以利用新型设备来提高电网的承载能力，例如：
- 高压/中压和中压/低压负荷调节变压器：用于调节电压和缓解拥堵。
- 无功功率补偿设备：用于提供无功功率。
- 网络重构：优化网络拓扑结构以减少损耗和提高承载能力。
- 闭环运行：提高短路功率和电网强度。
- 中央储能：提供峰值削峰、负荷平抑和辅助服务。
- 成本效益分析表明，利用光伏发电系统的技术能力和新型配电网设备可以显著降低光伏并网成本。
- 为了实现高渗透率场景，需要采取以下措施：
- 从静态上网电价系统转向需求导向型发展政策：通过本地能源管理系统和虚拟电厂等技术，实现光伏发电与电力需求的匹配。
- 光伏发电系统提供辅助服务：包括频率控制、电压支持、电网运行和黑启动等，以弥补传统火电发电量的减少。
- 智能电网、智能逆变器与智能市场的互动：建立标准化流程，明确智能电网和智能市场的责任，并利用先进的预测系统、信息通信技术和优化算法，实现高效的光伏发电整合。
