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《電器與能效管理技術(shù)雜志》2016年第17期

摘要:

近年來(lái)，分布式電源和微電網(wǎng)的應(yīng)用推動(dòng)了分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。介紹了國(guó)內(nèi)外主要分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，并從接網(wǎng)原則、有功控制和頻率響應(yīng)、無(wú)功控制和電壓調(diào)節(jié)、故障穿越能力、電能質(zhì)量以及保護(hù)與孤島運(yùn)行等幾個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比，指明其主要差異。最后，分析了分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)。為國(guó)內(nèi)制、修訂相關(guān)的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)提供了有益的參考。

關(guān)鍵詞:

分布式電源;微電網(wǎng);并網(wǎng);標(biāo)準(zhǔn);故障穿越;電能質(zhì)量;孤島運(yùn)行

0引言

近年來(lái)，能源需求和環(huán)境保護(hù)促進(jìn)了分布式電源和微電網(wǎng)的發(fā)展。分布式電源是指位于負(fù)荷附近，裝機(jī)規(guī)模較小(容量在幾千瓦到50MW)，就近接入中低壓配電網(wǎng)的電源，包括分布式發(fā)電和儲(chǔ)能。根據(jù)一次能源的利用形式劃分，DR主要分為燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃料電池等利用清潔能源發(fā)電的單元和光伏、風(fēng)電、水電、生物質(zhì)能等利用可再生能源發(fā)電的單元;根據(jù)與電網(wǎng)的接口類(lèi)型劃分，DR主要分為以同步電機(jī)和異步電機(jī)等旋轉(zhuǎn)電機(jī)并網(wǎng)的發(fā)電單元和通用變流器并網(wǎng)的發(fā)電單元兩類(lèi)。微電網(wǎng)(Microgrid，MG)是一種由DR、ES、能量轉(zhuǎn)換裝置、監(jiān)控、保護(hù)裝置和負(fù)荷共同組成的小型系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和能量管理的自治系統(tǒng)，既可并網(wǎng)運(yùn)行，也可孤網(wǎng)運(yùn)行。MG的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)一般可以歸結(jié)為DR的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，雖然有其特點(diǎn)，但本文不做專(zhuān)門(mén)論述。開(kāi)發(fā)DG可以充分利用以分布形式廣泛存在的可再生能源，提高能源利用效率，節(jié)能減排。DR和MG就近并入中低壓配電網(wǎng)，可以降低線(xiàn)路損耗，改善電網(wǎng)末端電能質(zhì)量，緩解用電壓力，提高電網(wǎng)抗災(zāi)能力，保證對(duì)重要用戶(hù)的可靠供電。獨(dú)立型MG還可以解決偏遠(yuǎn)內(nèi)陸或海島地區(qū)的用電問(wèn)題。但是DR或MG并入配電網(wǎng)會(huì)對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行、控制和保護(hù)等帶來(lái)一系列的影響。為此，必須制定統(tǒng)一的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范電網(wǎng)對(duì)DR的要求，保證系統(tǒng)的安全可靠和高質(zhì)量運(yùn)行［1］。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外DR和MG并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀進(jìn)行介紹:選取北美、歐洲和中國(guó)具有代表性的DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)針對(duì)差異比較大的接網(wǎng)原則、有功和頻率響應(yīng)、無(wú)功控制和電壓調(diào)節(jié)、故障穿越等幾個(gè)方面進(jìn)行了對(duì)比。

1國(guó)內(nèi)外DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)介紹

1．1國(guó)際組織標(biāo)準(zhǔn)

(1)IEEE1547系列標(biāo)準(zhǔn)［2］。IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)是最早的針對(duì)分布式電源并網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，于2003年由美國(guó)電氣與電子工程師協(xié)會(huì)正式出版。IEEE1547適用于任何發(fā)電技術(shù)的DR，已經(jīng)擴(kuò)展成系列標(biāo)準(zhǔn)，包括測(cè)試、監(jiān)測(cè)、信息交流和控制等內(nèi)容。例如IEEE1547．1為DR與電力系統(tǒng)互聯(lián)一致性測(cè)試程序;IEEE1547．2為DR與電力系統(tǒng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn);IEEE1547．3為DR與電力系統(tǒng)互聯(lián)的監(jiān)測(cè)、信息交換和控制指南，等。

(2)IEC/IEEE/PAS63547—2011DR與電力系統(tǒng)的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。由IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化而來(lái)，以國(guó)際電工委員會(huì)公共可用規(guī)范文件的形式，內(nèi)容與IEEE1547大體相同。

1．2部分國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

(1)英國(guó)。英國(guó)BSEN50438:2007標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)的微電源為接入230、400V配電網(wǎng)單相電流不超過(guò)16A的分散電源;英國(guó)嵌入式發(fā)電廠(chǎng)接入公共配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是由電力協(xié)會(huì)制定的G59/1和G75/1工程推薦標(biāo)準(zhǔn)。G59/1標(biāo)準(zhǔn)適用于接入20kV及以下配電網(wǎng)，且容量不超過(guò)5MW的小型電源;G75/1標(biāo)準(zhǔn)適用于接入20kV以上電壓等級(jí)配電網(wǎng)，且容量大于5MW的電源并網(wǎng)。此外，ERG83/1為單相16A以下小規(guī)模嵌入式發(fā)電設(shè)備接入公共低壓配電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。

(2)德國(guó)。德國(guó)先后于2008年1月和2011年8月了發(fā)電廠(chǎng)接入中壓電網(wǎng)并網(wǎng)指南和發(fā)電系統(tǒng)接入低壓配電網(wǎng)并網(wǎng)指南。這兩項(xiàng)指南都考慮了可再生能源發(fā)電的接入，適用于風(fēng)電、水電、聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)(如生物質(zhì)能、沼氣或者天然氣火力發(fā)電系統(tǒng))、光伏發(fā)電系統(tǒng)等一切通過(guò)同步電機(jī)、異步電機(jī)或變流器接入中低壓電網(wǎng)的發(fā)電系統(tǒng)。此外，德國(guó)還DINEN50438—2008，與公共低壓配電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的微型發(fā)電機(jī)的連接要求。

(3)加拿大。加拿大目前有2個(gè)主要的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，包括C22．2No．257基于逆變器的微電源配電網(wǎng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)和C22．3No．9分布式電力供應(yīng)系統(tǒng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，其中C22．2No．257標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了基于逆變器的分布式電源與0．6kV以下的低壓配電網(wǎng)互聯(lián)要求，C22．3No．9適用于接入50kV以下配電網(wǎng)、并網(wǎng)容量不超過(guò)10MW的DR。

(4)中國(guó)。國(guó)家電網(wǎng)公司先后于2010年和2011年了Q/GDW480—2010《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》［3］、Q/GDW666—2011《分布式電源接入配電網(wǎng)測(cè)試技術(shù)規(guī)范》、Q/GDW667—2011《分布式電源接入配電網(wǎng)運(yùn)行控制規(guī)范》和Q/GDW677—2011《分布式電源接入配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)功能規(guī)范》等4項(xiàng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中Q/GDW480—2010標(biāo)準(zhǔn)適用于國(guó)家電網(wǎng)公司經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)以同步電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、變流器等形式接入35kV及以下電壓等級(jí)電網(wǎng)的DR，后3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)適用于國(guó)家電網(wǎng)公司經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)以同步電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、變流器形式接入10kV及以下電壓等級(jí)配電網(wǎng)的DR。除了針對(duì)各種類(lèi)型DR的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)外，國(guó)內(nèi)也了一些針對(duì)具體DR形式的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T19963《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》，Q/GDW617《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》。

2國(guó)內(nèi)外DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

2．1接網(wǎng)原則

從內(nèi)容上看，大多數(shù)DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)都包括接網(wǎng)原則、功率控制、電壓調(diào)節(jié)與頻率響應(yīng)、電能質(zhì)量、并網(wǎng)與同步、安全與保護(hù)、計(jì)量、監(jiān)控與通信、檢測(cè)等幾個(gè)方面的要求。下面重點(diǎn)針對(duì)接網(wǎng)原則、功率和電能質(zhì)量控制以及電網(wǎng)支撐(主要指故障穿越能力)等要求差異較大的方面對(duì)已有國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比［4］。IEEE1547和德國(guó)中低壓并網(wǎng)指南均通過(guò)限制DR接入后公共連接點(diǎn)最大電壓變化的方式對(duì)DR的并網(wǎng)容量進(jìn)行了約束。其中，IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)要求DR在公共連接點(diǎn)(PointsofCommonConnection，PCC)產(chǎn)生的電壓波動(dòng)不大于5%標(biāo)稱(chēng)電壓，德國(guó)中壓并網(wǎng)指南規(guī)定網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)PCC的電壓幅值變化跟沒(méi)有連接DR時(shí)相比不能超過(guò)2%，低壓并網(wǎng)指南要求不得超過(guò)3%。跟其他標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定方式不同，中國(guó)Q/GDW480—2010標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有直接規(guī)定DG接入后引起的電壓變化范圍，但是對(duì)DR的接入容量、接入電壓等級(jí)做了具體規(guī)定，具體要求:①DR總?cè)萘吭瓌t上不宜超過(guò)上一級(jí)變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負(fù)荷的25%;②DR并網(wǎng)點(diǎn)的短路電流與DR額定電流之比不宜低于10;③DR接入電壓等級(jí)宜按照200kW及以下DR接380V電壓等級(jí)電網(wǎng)，200kW以上DR接入10kV(6kV)及以上電壓等級(jí)電網(wǎng)。

2．2有功控制和頻率響應(yīng)

IEEE1547和加拿大C22．3No．9標(biāo)準(zhǔn)都沒(méi)有關(guān)于支撐電網(wǎng)頻率的有功功率控制方面的要求，認(rèn)為系統(tǒng)頻率由大電網(wǎng)調(diào)節(jié)，且當(dāng)系統(tǒng)頻率超過(guò)正常范圍時(shí)，DR系統(tǒng)需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)切除，停止向電網(wǎng)供電。與北美的標(biāo)準(zhǔn)不同，德國(guó)中低壓并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)DR系統(tǒng)的有功功率控制進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，明確提出DR系統(tǒng)需根據(jù)電網(wǎng)頻率值、電網(wǎng)調(diào)度指令等信號(hào)調(diào)節(jié)電源的有功功率輸出，具體規(guī)定如圖1所示。其他參數(shù)的具體數(shù)值如表1所示。由圖1可知:①DR須具備根據(jù)調(diào)度指令限制其有功功率輸出的能力，并能夠最大以額定有功功率的10%逐步降低其功率輸出;②當(dāng)fNet≤f1或者fNet≥f4時(shí)，DR需要從電網(wǎng)斷開(kāi)(注:fNet為系統(tǒng)頻率);③當(dāng)f1＜fNet≤f3時(shí)，DR保持聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，對(duì)其輸出功率未作要求;④當(dāng)f3＜fNet≤f4時(shí)，功率可調(diào)的DR系統(tǒng)必須以40%PM/Hz的速率減小(頻率上升時(shí))或增加(頻率降低時(shí))其有功輸出，功率不可調(diào)的DR系統(tǒng)允許從電網(wǎng)斷開(kāi);⑤只有當(dāng)系統(tǒng)頻率降低到50．05Hz以下時(shí)，才允許DR的有功輸出繼續(xù)增長(zhǎng)。我國(guó)Q/GDW480—2010標(biāo)準(zhǔn)將適用范圍內(nèi)的電源分為兩類(lèi):10kV(6kV)～35kV電壓等級(jí)并網(wǎng)和380V電壓等級(jí)并網(wǎng)的DR。對(duì)于380V電壓等級(jí)并網(wǎng)的小容量DR，其對(duì)電網(wǎng)的影響和支撐非常有限，考慮到成本等各方面的因素，本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其在有功-頻率調(diào)節(jié)與無(wú)功-電壓調(diào)節(jié)方面的要求較為寬松，一般不要求其參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)。與德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定類(lèi)似，本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)通過(guò)10kV(6kV)～35kV電壓等級(jí)并網(wǎng)的DR也提出了根據(jù)電網(wǎng)頻率值、電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)指令等信號(hào)調(diào)節(jié)電源有功功率的要求，確保DR最大輸出功率及功率變化率不超過(guò)電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的給定值，具體的頻率響應(yīng)要求如表2所示，但未給出確定的有功功率控制速率。

2．3無(wú)功控制和電壓調(diào)節(jié)

IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)不鼓勵(lì)DG參與電壓調(diào)節(jié)，對(duì)DR運(yùn)行的功率因數(shù)未作規(guī)定。對(duì)于異常電壓響應(yīng)，此標(biāo)準(zhǔn)要求DR在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)斷開(kāi)。這一要求在其他各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中均有體現(xiàn)，不再贅述。與IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)不同，在電網(wǎng)公司許可的前提下，加拿大C22．3No．9標(biāo)準(zhǔn)允許DR參與PCC點(diǎn)的電壓調(diào)壓。對(duì)于30kW以上的DR要求功率因數(shù)在－0．9～+0．9之間可調(diào)，30kW以下的DR允許以這個(gè)范圍內(nèi)的某一固定功率因數(shù)運(yùn)行。對(duì)配電網(wǎng)電壓可能產(chǎn)生影響的系統(tǒng)需要采取一些措施，如動(dòng)態(tài)功率因數(shù)方法等。德國(guó)中壓并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如果網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商要求或者為了滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)要求，發(fā)電廠(chǎng)必須參與中壓網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)態(tài)電壓控制。但是在低壓并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中的要求較為緩和，未作強(qiáng)制規(guī)定:如果由于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行工況需要，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以要求在低壓配電網(wǎng)中的DG參與靜態(tài)電壓調(diào)節(jié)。由于同步電機(jī)類(lèi)型、異步電機(jī)類(lèi)型和變流器類(lèi)型DR的無(wú)功調(diào)節(jié)能力和調(diào)節(jié)方式不一致，我國(guó)Q/GDW480—2010標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)它們提出了不同的要求，要求通過(guò)10kV(6kV)～35kV電壓等級(jí)并網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī)和變流器類(lèi)型DR應(yīng)該能夠利用無(wú)功功率控制參與并網(wǎng)點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)，對(duì)其他DR未作要求。其功率因數(shù)的范圍也考慮到了各類(lèi)型DR的調(diào)節(jié)能力。各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是否允許DR參與PCC點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)的要求如表3所示。對(duì)于系統(tǒng)的無(wú)功功率，各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定大體相同:并網(wǎng)點(diǎn)的功率因數(shù)在某一范圍內(nèi)可調(diào)，并且可以在規(guī)定時(shí)間內(nèi)穿越這個(gè)無(wú)功功率范圍;對(duì)于容量特別小的DR系統(tǒng)，要求其功率因數(shù)固定即可。具體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值如表4所示。由表4可以看出，相比中壓標(biāo)準(zhǔn)，德國(guó)低壓標(biāo)準(zhǔn)對(duì)一定容量以上DR的無(wú)功能力要求更高，要求其在－0．9～+0．9之間可調(diào)，這是因?yàn)镈R并網(wǎng)對(duì)低壓配電網(wǎng)電壓影響更大，在不集中配置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的前提下，需要考慮用DR的無(wú)功能力將并網(wǎng)點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)到正常范圍。對(duì)于光伏、風(fēng)電等功率波動(dòng)的電源，電網(wǎng)公司可以提供一條功率因數(shù)(有功)曲線(xiàn)cosφ－P，如圖2所示。對(duì)于輸出有功功率恒定的電源，可以要求其以固定功率因數(shù)運(yùn)行，某些情況下需采取補(bǔ)償措施;當(dāng)電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性較差時(shí)，電網(wǎng)公司可以提供一條無(wú)功-電壓特性曲線(xiàn)。圖2中，曲線(xiàn)1和曲線(xiàn)2分別是德國(guó)中低壓并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中建議的cosφ－P曲線(xiàn)。對(duì)于光伏、風(fēng)電等波動(dòng)性可再生能源電源，當(dāng)DR發(fā)出的有功功率較高時(shí)，會(huì)使并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高，可以利用DR吸收部分無(wú)功功率來(lái)降低電網(wǎng)電壓;當(dāng)DR發(fā)出的有功功率較低時(shí)，可以要求DR發(fā)出部分無(wú)功功率以支撐電網(wǎng)電壓。這樣，就在一定程度上緩解了波動(dòng)性電源就地并網(wǎng)時(shí)帶來(lái)的電壓波動(dòng)問(wèn)題。在不集中安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的情況下，很好地利用了DR的無(wú)功能力進(jìn)行電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)，提高了電壓合格率。

2．4故障穿越能力故障

穿越能力主要包括低電壓穿越和高電壓穿越能力。低(高)電壓穿越是指，當(dāng)電力系統(tǒng)事故或擾動(dòng)引起DR并網(wǎng)點(diǎn)電壓暫降(暫升)時(shí)，在一定的幅值范圍和時(shí)間間隔內(nèi)，DR能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行的能力。目前，各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中均未提及高電壓穿越的要求。各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于低電壓穿越的要求如表5所示。各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中，只有德國(guó)中壓并網(wǎng)指南明確提出DR必須具備低電壓穿越能力，參與電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)支撐(適用于各種短路類(lèi)型)，如圖3所示。具體要求如下:在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，不從網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi);在網(wǎng)絡(luò)故障情況下，通過(guò)向網(wǎng)絡(luò)注入無(wú)功電流支撐網(wǎng)絡(luò)電壓;在故障清除后，不向中壓電網(wǎng)吸收比故障發(fā)生前更多的感性無(wú)功電流。圖3中，當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓降到圖中曲線(xiàn)邊界以上，DR都要保持與網(wǎng)絡(luò)連接，當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌至圖中曲線(xiàn)以下時(shí)，DR可以從電網(wǎng)切出。曲線(xiàn)1適合于直接和電網(wǎng)相連的同步發(fā)電機(jī)類(lèi)DR(只通過(guò)發(fā)電機(jī)變壓器);曲線(xiàn)2適用于其他類(lèi)型的DR，包括通過(guò)變流器和異步電機(jī)并網(wǎng)的DR。需要指出的是，在電網(wǎng)公司同意的前提下，加拿大C22．3No．9標(biāo)準(zhǔn)也允許DR進(jìn)行低電壓穿越。在這種情況下，保持動(dòng)作的時(shí)間無(wú)效，經(jīng)電網(wǎng)公司和DR所有者協(xié)商后，用低電壓穿越要求代替電壓響應(yīng)要求。

2．5電能質(zhì)量

各DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)DR接入后所引起的公共連接點(diǎn)的電能質(zhì)量都做了約束，要求其滿(mǎn)足本國(guó)電能質(zhì)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。涉及的電能質(zhì)量問(wèn)題，主要包括電壓偏差、電壓波動(dòng)和閃變、諧波、電壓不平衡度、直流分量等。從IEEE1547對(duì)諧波的要求來(lái)看，DR注入的直流電流不應(yīng)大于DR接入點(diǎn)總額定輸出電流的0．5%。DR不應(yīng)在地方配電網(wǎng)的其他用戶(hù)中引起有害閃變，否則，應(yīng)配置失步保護(hù)。DR注入地方配電網(wǎng)的諧波電流不應(yīng)大于限值。從國(guó)網(wǎng)以及國(guó)內(nèi)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，電能質(zhì)量主要以電網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)為參照指標(biāo)，規(guī)定均是DR并入后PCC的電能質(zhì)量不能超出相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)［8］。

2．6保護(hù)與孤島運(yùn)行

各DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)都要求DR的保護(hù)裝置應(yīng)具備下列保護(hù)功能:高、低壓保護(hù);過(guò)、欠頻保護(hù)等。保護(hù)的整定值和最大切除時(shí)間與頻率和電壓響應(yīng)中的規(guī)定一致。此外，除了德國(guó)中壓并網(wǎng)指南以外，其他標(biāo)準(zhǔn)還要求DR需具備防孤島保護(hù)。作為孤島運(yùn)行的出現(xiàn)，往往會(huì)給系統(tǒng)運(yùn)行造成不可預(yù)知的危險(xiǎn)，如孤島中電壓與頻率無(wú)法控制、孤島可能對(duì)檢修人員的安全造成威脅。為了保障孤島時(shí)用電以及檢修的安全，幾乎所有的國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)都有要求。從國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，當(dāng)主電網(wǎng)失電，DR在計(jì)劃孤島時(shí)，在有限時(shí)間內(nèi)必須斷開(kāi)。IEEE929和IEEE1547都規(guī)定，逆變器在孤島條件下應(yīng)在10個(gè)周波條件下停止供電。其中IEEE1547則明確規(guī)定，對(duì)于DR通過(guò)PCC給區(qū)域電力系統(tǒng)的一部分供電的計(jì)劃外的孤島，DR并網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)檢測(cè)這個(gè)孤島并且應(yīng)在孤島形成的2s內(nèi)停止供電。從國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，國(guó)家電網(wǎng)的企標(biāo)規(guī)定“同步電機(jī)、異步電機(jī)類(lèi)型DR，無(wú)需專(zhuān)門(mén)設(shè)置孤島保護(hù)，但DR切除時(shí)間應(yīng)與線(xiàn)路保護(hù)相配合，以避免非同期合閘”。變流器類(lèi)型DR必須具備快速監(jiān)測(cè)孤島且監(jiān)測(cè)到孤島后立即斷開(kāi)與電網(wǎng)連接的能力。其防孤島保護(hù)應(yīng)與電網(wǎng)側(cè)線(xiàn)路保護(hù)相配合。變流器的防孤島控制有主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種:主動(dòng)防孤島保護(hù)方式主要有頻率偏離、有功功率變動(dòng)、無(wú)功功率變動(dòng)、電流脈沖注入引起阻抗變動(dòng)等判斷準(zhǔn)則;被動(dòng)防孤島保護(hù)方式主要有電壓相位跳動(dòng)、3次電壓諧波脈動(dòng)、頻率變化率等判斷準(zhǔn)則。作為計(jì)劃性孤島，則往往在微電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)中而不在常規(guī)的DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中予以規(guī)定。

3發(fā)展趨勢(shì)

通過(guò)對(duì)典型標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的對(duì)比研究可以看出:以IEEE1547為代表的北美國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)和以德國(guó)中低壓并網(wǎng)指南為代表的歐洲部分國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)DR在功率控制和故障穿越等方面的要求存在著較大的差異。近幾年來(lái)，德國(guó)、西班牙等歐洲國(guó)家由于能源短缺問(wèn)題突出，環(huán)境保護(hù)意識(shí)較強(qiáng)，DR發(fā)展迅速。在歐洲部分國(guó)家，隨著DR裝機(jī)容量的增長(zhǎng)，DR已經(jīng)逐漸變成電網(wǎng)中不可忽略的一部分，如果繼續(xù)采取傳統(tǒng)的控制思想對(duì)DR進(jìn)行控制，將對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠運(yùn)行帶來(lái)挑戰(zhàn)。歐洲國(guó)家逐漸意識(shí)到了這種挑戰(zhàn)，于是開(kāi)始著手重新制修訂DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。目前，德國(guó)的DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中充分考慮了在DR穿透率較高的情況下，DR支撐電網(wǎng)的可靠性和穩(wěn)定性的要求，要求DR必須具有一定的有功控制能力參與電網(wǎng)的頻率支撐，允許DR通過(guò)無(wú)功功率控制參與電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)，以及必須具備一定的故障穿越能力支撐電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行等。從世界范圍看來(lái)，各個(gè)國(guó)家都出臺(tái)了一系列的政策鼓勵(lì)可再生能源的開(kāi)發(fā)。隨著設(shè)備制造及通信、控制技術(shù)的提高，DR的成本也在不斷下降，DR發(fā)展勢(shì)頭良好。從DR的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，隨著DR在配電網(wǎng)中的裝機(jī)容量越來(lái)越大，使DR在配電網(wǎng)中繼續(xù)保持被動(dòng)的角色已經(jīng)不合適。這個(gè)趨勢(shì)已經(jīng)在近來(lái)的加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(CanadianStandardsAssociation，CSA)標(biāo)準(zhǔn)C22．3中得到體現(xiàn)，如:在某些情況下已經(jīng)允許DR進(jìn)行低電壓穿越和調(diào)節(jié)PCC點(diǎn)的電壓。美國(guó)也在不斷更新和補(bǔ)充自己的標(biāo)準(zhǔn)，如近年來(lái)，北美電力可靠性公司(NorthAmericanElectricReliabilityCorporation，NERC)和IEEE工作組成員提出由于IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)缺乏故障穿越能力等方面的要求，需要重新修訂。即將完成的IEEE1547．7和IEEE1547．8意圖填補(bǔ)IEEE1547沒(méi)有考慮高DR穿透率的空白，提供DR對(duì)電網(wǎng)的影響等方面的研究，為IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)修訂做補(bǔ)充。相比發(fā)達(dá)國(guó)家，國(guó)內(nèi)DR和MG的發(fā)展較為落后，標(biāo)準(zhǔn)體系還不完善，已的標(biāo)準(zhǔn)大多是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，約束力較低，今后DR標(biāo)準(zhǔn)還面臨著嚴(yán)峻的制定和修訂工作。國(guó)內(nèi)的DR在未來(lái)幾年內(nèi)也會(huì)得到迅速發(fā)展。國(guó)內(nèi)在制定DR標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)借鑒北美和歐洲標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷程，充分考慮未來(lái)幾年的發(fā)展趨勢(shì)，促進(jìn)DR的合理有序發(fā)展。

4結(jié)語(yǔ)

伴隨電力需求的快速增長(zhǎng)和世界能源危機(jī)的加劇，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、提高能源利用率、改善能源安全、解決環(huán)境污染已經(jīng)成為我國(guó)能源戰(zhàn)略的重點(diǎn)。DR作為一種新型能源供應(yīng)模式，以其節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和可靠等優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)有廣泛的發(fā)展前景。本文介紹了國(guó)內(nèi)外主要DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，并從接網(wǎng)原則、功率控制、頻率響應(yīng)、電壓調(diào)節(jié)、電能質(zhì)量以及保護(hù)與孤島運(yùn)行等幾個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比，分析指出了DR并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)，可供有關(guān)專(zhuān)業(yè)人員參考。

參考文獻(xiàn)：

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［8］王路，陳志剛．分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)述［C］∥第七屆電能質(zhì)量研討會(huì)論文集，2014:54-57．

作者:林海雪 單位:中國(guó)電力科學(xué)研究院