分布式光伏支撑电网运行思考与实践
国网电科院（南瑞集团）杜红卫 背景挑战 目录 总体方案 设计实现 CONTENTS 典型场景 后续思考 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，其中10千伏0.96亿千瓦0.4千伏2.55亿千瓦；涉及并网用户745.16万户，其中10千伏8.45万户、0.4千伏736.71万户。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，有源接入点数量急剧增长，配电网有源化、潮流双向化等特征明显， 问题与挑战 影响配网安全 增加主网调控难度 客易引超局部地区线路、变压器过现以及功率到送 ，净负荷曲线易出现“鸭型曲线”，加午间调燥矛盾：：分布式新能源对电网影响已从配网传递到主网、从县域扩质到省域、从层部典延到全用，给省城电网电力电量平衡和安全稳定运行带来严换挑战：高比例分布式新能源频率和电压支撑能力不是，挤占传统电源开机，稳定错度紊缩，近年来全球范国已出现多起大规模分布式新能源脱网引发的停电事故。造成用户风险 ，配电网从“无源”向“有源”双向转变，对传统的配网保护和配网自意产生巨大影响，易发生就地型保护误动作 问题与挑战 “四可”基础支撑不足 ·缺乏低压分布式光伏出力实时监视和场站级功率预测，可观可测可控支撑不足，调虚直控难座大 ，存在现岛运行风险，易造成设备故障和人身伤害，公变上网与纯用户漫和并网，不利于调控 分布式光伏运行控制研究现状 近年来，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，重点聚焦其对局部局部配网的影响分析。 分布式光伏运行控制研究现状 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，但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。 德国 早期，重点通过高额补贴推动分布式快速发展，2011年至今削减甚至取消补贴，强制大于500干瓦的分布式参与市场，强制安装智能电表，要求分布式新能源必须能被实时监测和控制。 2021年起，要求大于100干瓦分布式参与市场，小于100干瓦分布式可通过聚合商代理参与，经认证后可参与秒级电网调频。 分布式光伏运行控制研究现状 美国加州 2017-2023年，聚焦逆变器等设备规范化，强制实施并网标准，实现远程可调（通过IEEE2030.5协议实现通信周期10分钟以内）。 2023年开始，依据FERC2222号令，推动分布式电源参与市场，要求分布式提供4秒级量测数据、6秒级控制响应，大于500干瓦分布式可参与能量市场。 澳大利亚 2022年开始，通过远程限制光伏出力缓解电网拥堵，强制新增光伏支持远程控制，要求基于市场价格调整的通信延迟小于5分钟。 2025年起，聚焦调频与辅助服务能力提升，要求分布式支持IEEE2030.5，关键控制指令（如调频、需求响应）响应达到秒级。 背景挑战 目录 总体方案 设计实现 CONTENTS 典型场景 后续思考 光伏接入分析 低压分布式光伏并网容量分布 学喜品E30kw-0k（客）并R287346.41MW，A732.69%; 单注毒品在30以下(富）并用育量17110.42MW，点7:29.26% 单体容量在50%-1000kW（房）并网量25188.24MW40:8.45% MBE100kW-500W(8)并网电量39372.78MW，上比>15.22%; 量点力30.70%，开克量4:70.74% 整体警量在100006以上月#盟48725CM6，点力16.30%; 低压分布式光伏建设建议 单体睿量在30kW-100kW之阅选用一对一恒式 更议对单体喜量在1000W以下选用一对多汇期式： 单体客量在1000kW以上选用六合一装置 优先调节润节单体30kW以上的光伏 分布式光伏控制总体原则 控制顺序原则 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： 先集中后分布、先中压后低压、先工商后户用： >对于380（220）伏分布式光伏调控优先考虑全额上网工商业光伏、160干瓦以上自发自用余额上网工商业光伏、以及30干瓦以上全额上网居民分布式光伏。 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 常态场景 在常规适行下，低压光伏以绿色接入负荷形志有在，保障用门发电自主 在负微题降光伏集中高出力或电压越限等极端场需下长假期间）主贴才对其卖维点来点控 控制模式 模式二 模式一 调度直采直控模式 用采转发调节模式 直采直控模式是指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。 用采转发模式是指通过采集系统汇聚光伏数据并转发调节指令，支持批量接入和计别管控，适用于日前、日内等分钟级优化调度。 调度直采直控模式 光伏逆变器或智能网关百接接收功率/开关指令·实现秒级-分钟级的快速调节（限发、切机、功率曲线跟踪等）回传执行状态与实时数据至调度主站。 用采转发模式 技术方案 ·针对各地调非直采低压分布式光伏整体生成调节指令并下发地级调度主站。 用采主站 业务应用 分布式光伏在直采直控模式下可支撑多类业务应用，主要包括：省地协同实时调峰，应对新能源快速波动，维持系统频率和大电网平衡稳定：省地协同计划值调峰，保障电力供需平衡与计划热行：地级断面控制，解决设备重载与潮流反送风险：以及自由发电，在无调节需求时保持光伏按最大能力运行，从而实现分布式光伏在不同场景下的灵活调控与价值释放。 省地协同实时调峰类型 省地协同计划值调峰类型 ，支持模式：以直采直腔为核心，必要时辅以用采转发资源。·调节逻：优先调节具备直来直控能力的工商业分布式光伏。实现秒级快速响应：当直采直控资源不足时，再调用大音量居民光伏，并通过用采转发模式补充分钟级调节能力， ，支持模式：以用采转发为主，宜采言控作为补充吧低，调节逻销：面向日前和日内计划阶段，优先通过用采转发批量控制工商业光伏群组，分层分区下达到台区和路端：如出现计划与实际偏差，可临时调用直采喜控资源调整，实现精准落地。 地级断面控制类型 自由发电类型 ，支持提式：以声采意控为主，关键场累可要加用采转发优化，·调节逻编：当配网断面出现重载或潮流反送风险，优先秒吸调节工商业光伏；若仍不足，雨润节居风光伏，并通过用采转发横式进行分钟级激动优化， ，支持模式：不依赖任何控制模式，本质为量大功率发电，调节逐幅：逆变器按量大可发功率输出，工商业光伏优先，层民光伏为频助；主站实时采集状态，为后移银或分钟吸调节须留能力, 采集模式-模式- 根据数据采集通信方式和专业数据的不同，共分为四个安全接入区，分别是配电光纤安全接入区、配电无线安全接入区，中压分布式电源无线安全接入区、低压分布式电源无线安全接入区 配电两个安全接入区面向配电专业，安防措施遵循配电自动化采集要求，部署网络安全监测服务器、配电安全接入网关，与一区配电加密认证装置配合使用：中压分布式电源无线安全接入区延用调度安全采集要求，部纵向加密装置；低压分布式电源无线安全接入区根据最新36号文要求，部置新型安全接入网关（新研制），新型网络安全监测服务器（新研制），和一区低压电源密码机配合使用。 采集模式-模式二 根据数据采集通信方式划分为地调光纤安全接入区和地调无线安全接入区：光纤接入区与方案一保持一致：无线接入区将原方案三个区合并为一区，内部划分为配电无线采集和中低压电源采集两部分。部署一套新型网络安全监测装置，配电采集安全装置沿用原方式，中低压电源采集复用方案一的中压、低压接入及一区采集服务器，安防设备保持不变。 背景挑战 目录 总体方案 CONTENTS 设计实现 典型场景 后续思考 采集体系设计 技术架构 ■中压分布式光伏 在光伏侧部署多合一装置，直接采集保护测控装置、数据采集器或逆变器等设备的实时数据，集成数据采集、处理、远传、有功控制、无功控制、纵向加密、无线通信等功能，实现与调度主站接进行数据交互。 控制流： 数据流： 并网开关分合令，(104)光伏逆变瞬群控启/停指令，（104）AGC有动动率控制，(104)无功电压控制。(104) 功率数据采集与控制：满足1分钟报数据采集与柔性润节,功本预测数据接入：气象及云图数据每5分伸上送一次，电量数抵接入：15分钟上送一次， 采集体系设计 技术架构 低压分布式光伏 在光伏侧写新型的“低压接入单元”，将低压分布式光伏直接接入地调系统，实秒级数据采集和控制响应 压接入单元，满足居民用户和工商业用户不同的接入需求。 一对一”简易模式：主要适用于安装单台逆变器的小寄照户用和一股工离业光状，可与光伏逆变直通信： “一对多”汇黑模式：主要适用于安装多台逆变器的大音量工亮业用户，支持光伏数据汇聚上送、调控目标和漏节曲的分解下发。 采集体系设计 “一对多”汇聚不同模式 ，本地采用LOra无线通信组网，远程通信采用4G/5G网络，每台逆变器配置一个接口转换器（集成Lora通信模块），同时在区域中心点位部看一台低压换入单元，用于本地组网散掘汇总及上传， ，本地采用RS485方式通信组网，远程通信采用4G/5G网络。每台逆变器配置个口转换器（RS485通信接口），通过RS485通信方式接入低压接入单元，用于本地组网数据汇总及上传。 *组网架构为：逆变器-接口转换照（Lora组网）-低压接入单元(4G/5G)-混度主站 *组网架构为：逆变器-接口转换器（RS485）-低压接入单元（4G/5G）-测度主站. 采集体系设计 一对多”汇聚不同模式 ，每台递变通过线束接入低压接入单元不同RS485口，低压换入单元量各数据采集、国密加德认证、有无功控制学功始，单台装置支持同时接入8台逆变器，规约自适应接入。 ●本地采用DL-IOT无线通信相网，远程酒信采用4G/5G网络，每台送变照新增个接口转换器（集成DL-IOT通信福块），同时在区成中心点位部需一台DLIoT+5G低压接入单元，用于本地组网数据汇总及上传 组网架构为：逆变器-低压率入单元（RS485+4G/5G）-主站 ?组网架构为：逆变器-接口转换器（集成DL-IoT通信模块）-DL-1oT+5G低压换入单元-调度主站， 采集体系设计 采集体系设计 性能提升便利化运维 便利化运维主要包括低压接入单元对分布式光伏逆变器规约自适应和低压接入单元对主站自适应接入两部分。 自适应接入，便利化运维 对逆变器接入流程：低压换入单元内盟规的约库，置盖市面80%以上光伏逆变需，通过运维软件配置光伏逆变器通信参数，终端自动适应光伏逆变器协议，实现光伏逆变解数据自动取 ①配置档案参数：配置低压接入单元设备标识码、盗产ID；光状逆变器端号、客量、美型、位益信息 ②对下通信参数配置：配适光伏逆变器通信地址，通信被特率等， ①查看逆变器数据：通过运维款件查着逆变器通信是否正常，数据是否正确法取， 现场运维：通过备份工程配需清单，实现低压接入单元主站通信费数、远程通信模快费改配置等参数一健配置，通过一健检查功能自动检测低压接入单元自检状志、程序运行状态、与主站通信状态、与逆变器通信状态，异常时定位异常原因，方便现场问题排查 采集体系设计 性能提升一便利化运维 便利化运维主要包括低压接入单元对分布式光伏逆变器规约自适应和低压接入单元对主站自适应接入两部分。 自适应接入，便利化运维 主站自适应接入流程：获取低压接入单元和光伏逆变器档率誉效，上电后亮成自点的配需自动生成标准的模型文性，自主完或注册满求，主站进行模型解析及
