背景介绍
在“双碳”目标及新型电力系统战略下，配电网正由原有单向输送型网络，向供需双向互动的有源网络过渡，如何实现分布式电源的安全、智能、高效、开放消纳，成为配电网发展面临的迫切挑战。目前，低压分布式光伏仅采集电量，无法实现运行状态的实时监控。对此，宁波公司开展低压分布式光伏灵活消纳示范建设，积极探索融合终端在分布式电源智能运行控制场景中的应用，在省内首次实现了光伏直采直控。
光伏直采直控原因
根据NB/T32004《光伏并网逆变器技术规范》要求，接入低压配电网的光伏逆变器，通常需要具备快速监测孤岛且立即断开与电网连接的能力，防孤岛保护动作时间应不大于2s。光伏逆变器跳闸后，若电网侧电压和频率恢复正常，光伏逆变器经过一个可调的延迟时间（20s～5min）后恢复并网。
目前光伏并网逆变器是通过电网断电时，逆变器输出端电压、频率的变化来被动检测孤岛。但当光伏发电输出功率与局部负载功率平衡时，被动检测方法将失去孤岛效应检测能力，存在较大的非检测区域，配电网安全运行也面临着更大的挑战。
融合终端通过对分布式电源的直采直控，可以解决电能质量和反孤岛问题，支撑分布式电源大规模消纳，实现能源互联网在配电领域落地。
技术简介
基于台区智能融合终端的光伏直采直控技术，是基于台区智能融合终端、LTU、光伏监测终端等感知设备，对台区终端功能应用的拓展，可实现台区内低压光伏发电状态监测、主动防孤岛及台区电能质量优化等功能。
1
台区智能融合终端可实时获取低压光伏客户电气量数据，将分布式光伏运行数据上传至配电自动化IV区主站；
2
台区智能融合终端可在主站系统平台展示光伏逆变器日发电量、逆变器孤岛运行、融合终端防孤岛动作、逆变器无功补偿启动、退出等事件信息；
3
智能融合终端可向光伏逆变器下达相关决策指令，实现对光伏设备离网、并网、无功出力调节等远程控制。
图1 技术原理与结构总览图
原理说明
在数据链路上
逆变器与4G通信转换单元相连，扩展两路通信接口。一路通过4G通信将逆变器内部的工作状态和电压、电流、功率数据上报逆变器厂家后台；扩展一路RS485接口与LTU通信，将逆变器的本地数据转换成HPLC/RF方式与融合终端进行通信，LTU将主干网线路和设备的电气信息通过HPLC/RF方式发给融合终端。
在主站侧
通过将分布式光伏运行数据上传至配电自动化IV区主站，实时展示分布式光伏正／反向有功电能、无功电能、电压、电流、功率、开关状态、逆变器状态等信息，实现光伏分布式电源系统展示与大数据统计分析。
在终端侧
融合终端具有边缘计算能力，内部微应用化，通过接收到的数据来实时监测用户分布式光伏电源的运行情况与电能质量自动化治理，同时将结果上报配电自动化IV区主站，从而实现多项功能拓展应用。
防孤岛功能
标准的逆变器已具备本地防孤岛保护策略，当本地保护失效时，运用融合终端汇集的台区故障信号进行控制。当台区出现停电或故障，监测并网开关/光伏并网逆变器的实时状态，融合终端向并网开关/逆变器发出控制信号，及时断开光伏并网，防止孤岛运行。融合终端将反孤岛监测及就地控制情况上传IV区主站，通知运行人员。
功率因数控制功能
融合终端结合台区各个监测点的运行工况，对光伏并网逆变器采用功率因数控制等策略，实现分布式光伏电源无功出力的就地控制。最大化利用现有设备实现低压配变的无功调节，避免集中式补偿设备的大量投入。如果光伏逆变器无法满足功率因素调节要求，还需要选择性加装智能电容器设备。
三相不平衡调节功能
针对台区存在大量单相并网光伏站，台区三相不平衡严重的台区，换相开关已不能满足要求，可以选择性配置部署智能储能电容，结合光伏逆变器实现功率动态分配。
谐波治理功能
光伏逆变器侧部署的LTU可将采集的谐波数据上送至融合终端，以便监控网络的谐波状态，融合终端综合各个监测点获取台区的谐波数据，进行电能质量分析。针对台区谐波存在长期过大的情况，可以调整谐波治理配置，选择性部署SVG进行动态调节治理，优化低压台区用电环境。
应用现状
目前已经在宁波公司完成8个配变台区试点建设，在配电自动化IV区主站完成光伏专题展示界面发布，下阶段将形成相关标准规范，并逐步在全省推广建设。
图2 台区智能融合终端安装与调试
图3 配电自动化IV区系统光伏台区专题展示界面
-END-
丨供稿丨
胡敬伟 张绮华 江灏 宁波公司
丨审核丨
李志 浙江华电研究院
丨编辑丨
蔡婉琪 浙江电力培训中心
扫码关注我们
微信号 :配电自动化技术交流组
