背景与挑战
分布式光伏快速发展,截至2025年4月底,公司配网累计接入分布式光伏容量3.51亿千瓦,涉及并网用户745.16万户。接入分布式光伏的公变台区182.68万台,覆盖融合终端48.07万台,覆盖率26.31%,预计2030年将达到4.5亿kW。分布式新能源对电网影响显著,影响配网安全,增加主网调控难度,易引发局部地区线路、变压器过载以及功率倒送,净负荷曲线易出现“鸭型曲线”,加剧午间调峰矛盾。分布式新能源对电网影响已从配网传递到主网、从县域扩容到省域、从局部典型延展到全用,给省城电网电力电量平衡和安全稳定运行带来严峻挑战。高比例分布式新能源频率和电压支撑能力不足,挤占传统电源开机,稳定裕度缩减,近年来全球范围已出现多起大规模分布式新能源脱网引发的停电事故。
分布式光伏运行控制研究现状
国内外科研机构针对分布式新能源构网支撑和运行控制技术开展大量研究,重点聚焦其对局部配网的影响分析。德国、美国、澳大利亚早期对分布式光伏参与电网调节主要聚焦于分钟级的调峰响应,近年来为应对大规模分布式光伏发展,陆续开始实施秒级调频响应,并将大范围推广应用,在运行实践中不断探索优化管理模式、提升技术要求。
低压分布式光伏并网容量分布
低压分布式光伏并网容量分布中,30kW-100kW容量占比最高(73.29%),1000kW以上容量占比16.30%。建议单体容量在30kW-100kW之间选用一对一恒式,1000kW以下选用一对多汇流式,1000kW以上选用六合一装置,优先调节容量30kW以上的光伏。
分布式光伏控制总体原则
控制顺序原则:先集中后分布、先中压后低压、先工商后户用。控制模式原则:分布式光伏调控主要包括两种模式:直采直控模式和用采转发模式。两种模式都支持日前和日内实时类业务,其中,直采直控侧重于实时及应急场景,而用采转发多用于长时间尺度日前调峰类业务。两种模式相互补充,直采直控不足时可由用采转发补充,支撑多时间尺度业务场景。
极端场景与常态场景
常态场景下,低压光伏以绿色接入负荷形态运行,保障用户发电自主。极端场景下(如负微问题降光伏集中高出力或电压越限等),主站对其进行秒级点控。
技术方案
直采直控模式:主站直接与分布式光伏设备建立控制通道,下发功率或开关指令,实现秒级的实时调节和应急处置。
用采转发模式:通过采集系统汇聚光伏数据并转发调节指令,支持批量接入和计费管控,适用于日前、日内等分钟级优化调度。
典型场景
江苏方案:低压居民用户和工商业用户总体调节控制技术路线分别为“调度分析决策-配电聚合分解-营销接入出口”和“调度分析决策-配电聚合分解及出口”模式。四川方案:构建“主配协同预控、台区自治调节分布式光伏四可调节模式,推动主-配-微多层级协同,利用日前预调节、日内响应、台区自治调节等手段,加强分级分层控制。陕西方案:基于分布式电源接入单元、智能物联电能表和光伏专用断路器等设备,构建实时、精准、灵活的运行监控体系,实现低压分布式光伏可观、可测、可控、可调。山东方案:采用地调直采直控技术构建分层协同的AGC系统架构,依据“先集中式、后分布式”、“先非户用、后户用”、“公开、公平、公正”的原则,开展低压分布式光伏控制。
后续思考
“直采直控”的实现,是解锁海量低压分布式光伏资源价值的“钥匙”,将推动电网调度控制从主网为核心的单体系,向主配协同、源网荷储融合的先进系统演进。“三步走”战略:
- 短期(1-2年)“四可”能力构建与问题治理:核心目标是建成并用好“秒级采控”基础能力,解决当前分布式光伏高渗透率接入带来的突出安全问题(电压越限、反向过载)实现分布式光伏从“调节链条长,速度慢”到“精准、实时可控”的转变。
- 中期(3-5年)融合优化与效益提升:核心目标是利用“直采直控”带来的海量数据与精细控制能力,深度融合人工智能与数字孪生技术,重构电网调度运行的决策与控制范式,推动配电网调度向更加安全可靠、经济高效、绿色低碳的方向演进。
- 长期(5-10年)先进调度能力构建:核心目标是已具备控制能力的分布式光伏资源全面融入电网优化运行体系,作为常态化的灵活性调节资源参与系统平衡与协同控制(AGC/AVC)探索其市场化价值,实现主配电网的协同优化与运行经济性提升。
研究无功与有功的联合优化控制技术,建立计及电压安全边界的新能源有功出力限额评估模型实现基于灵敏度的有功调节与无功补偿协同优化。