低压分布式光伏群调群控建设的探索实践

低压分布式光伏群调群控建设的探索实践

作者姓名：宋其镇、刘和鹏

单位名称：国网山东省电力公司东平县供电公司

单位省市：山东省泰安市

单位邮编：271500

摘要：为积极响应国家“碳达峰、碳中和”战略目标，适应以新能源为主的新型电力系统发展需求，分布式光伏高质量发展势在必行。为此，应坚持以问题为导向，充分利用用电信息采集系统的资源优势，推动可观可测可调可控能力建设。基于此，本文将结合实际，对低压分布式光伏群调群控建设进行探讨。

关键词：分布式光伏；群调群控；建设；探索实践

1.低压分布式光伏群调群控建设的意义

低压分布式光伏群调群控建设是指在低压配电网中，对分布式光伏发电系统进行集中调度和控制的一种管理方式。随着新能源技术的不断发展，分布式光伏发电在电力系统中的地位越来越重要，而分布式光伏发电的分散性和不确定性给电力系统的调度和控制带来了挑战。因此，低压分布式光伏群调群控建设对于实现新能源的高质量发展，提高电力系统的稳定性和可靠性具有重要意义。

2.低压分布式光伏群调群控建设的基本思路

低压分布式光伏群调群控建设的基本思路是以用电信息采集系统为基础，通过数据共享、信息交互、数据分析等技术手段，实现对分布式光伏发电系统的集中调度和控制。具体来说，就是通过用电信息采集系统收集分布式光伏发电系统的运行数据，包括发电量、电压、电流等，然后对这些数据进行实时监测和分析，根据分析结果对分布式光伏发电系统进行调度和控制。

3. 低压分布式光伏群调群控建设的探索实践

3.1控制方案

台区低压侧安装智能物联网表、新型采集终端，产权分界点处安装计量箱，内含智能物联网表、智能断路器。新型采集终端通过HPLC+HRF（双模）方式实时采集台区侧和客户侧的智能物联网表数据，向智能物联网表发送控制命令；智能物联网表可准确计量每分钟的电压、电流、功率、电量等数据，实时监测、控制开关状态；智能断路器与智能物联网表通过控制线连接，具备过压、失压保护、防孤岛保护及远程控制功能，基本架构如图1所示。

图1低压分布式光伏群调群控建设基本架构

3.2控制分类

3.2.1按测控范围分为单控和群控

（1）单控是通过系统下发指令给采集终端，采集终端转发指令并下发至电能表或逆变器，实现开关的拉闸、合闸或逆变器有功、无功功率输出，从而实现对固定用户的点对点远程控制。

（2）群控是在系统中制定客户群组方案，下发群控指令，通过采集终端并发，执行群组控制指令，从而实现对群组用户的远程控制。

3.2.2按控制方式分为柔性控、刚性控和边端自控

（1）柔性控（量控）

技术架构：新型采集终端+规约转换器（通信接口转换器）+逆变器。

电压控：当设定电压大于电网电压时逆变器增加出力至电网平衡，当设定电压低于电网电压时逆变器减少出力至电网平衡。

功率控：功率控制分为定量控制和定比控制，定量控制是当发电功率（电压）大于设定功率（电压）时按设定功率发电，当小于设定功率时全额发电。定比控制是按设定功率的比例进行发电。

（2）刚性控（状态控）

技术架构：新型采集终端+智能物联网表+智能断路器。

通过主站下发指令至电能表，通过电能表实现智能断路器开合，从而实现过压、失压保护，防止分布式电源形成孤岛，确保低压台区作业安全。

（3）边端自控

技术架构：新型采集终端+规约转换器（通信接口转换器）+逆变器。

依托用电信息采集系统，以新型采集终端为单位建立调控模型，在终端内配置光伏控制APP，自动生成并执行相应的边缘控制策略，并向用电信息采集主站反馈控制结果。

光伏出力控制：采集系统接收到调控系统下发的调峰指令后，下发台区光伏容量控制目标，终端分解执行各用户逆变器功率控制，完成后反馈控制结果。

超容控制：采集系统给终端配置客户逆变器容量、客户光伏报装容量参数。当终端采集到逆变器发电功率高于报装容量时，生成超容事件并上报主站。主站采集对当前终端内客户光伏报装容量参数与档案内比对，一致即下发允许控制指令。

台区电压越限控制：采集终端监测变压器出口、各逆变器交流侧并网电压，当首次发现1个或多个点位出现电压越限时（220V+7%），生成事件上报主站。主站下发允许控制指令，终端执行逆变器广播下调逆变器额定功率2%指令，并继续监测、循环。

台变反向重过载控制：采集终端监测变压器出口功率，当出现变压器反向重、过载情况时，启动控制策略，对光伏用户进行输出功率控制。并根据监测数据循环控制、恢复，力求在保证电网设备运行安全情况下实现客户发电效率最大化。

3.3设备选择与使用

3.3.1智能物联电能表

实现客户侧和配电侧计量与感知设备的灵活接入，具有精准电能计量、最大需量、时钟、时段费率、显示、冻结、事件记录、智能费控、有序充电、停电事件上报等功能。

3.3.2新型采集终端

通过安装新型采集终端，实现配变二次侧采集监控的高度集成；实现配电台区供电信息全量采集、设备状态监测、本地及远程通讯组网、就地化分析决策；实现客户侧和配电侧计量与感知设备的灵活接入，具有数据采集、智能费控、时钟同步、精准计量、有序充电、用能管理、回路状态巡检、户变关系识别、台区拓扑识别、停电事件上报等功能。

3.3.3电能计量箱

在材质及外观要求满足普通计量箱基础上，表箱接线方式为插拔式，支持不停电换表；表箱配套智能物联锁具，具备计量箱开闭锁行为信息化管控和锁具状态远程监测；多表位表箱安装有智能量测开关，具备表箱进线计量与线路状态感知，具备时钟同步、0.5S级精准计量、开关本体状态识别、线路状态识别、拓扑关系识别、停电事件上报等功能。

3.3.4规约转换器

光伏规约转换器是对光伏逆变器发电、用电信息采集的设备。用于采集多个或单个光伏逆变器的电能信息,并可与集中器交换数据的设备。

3.3.5智能断路器

具备远程/就地控制重合闸、过欠压保护功能，具备快速监测孤岛并立即断开与分布式光伏电源连接的防/反孤岛保护能力，防孤岛保护动作时间不大于2秒。

3.3.6智能物联锁具

计量箱（柜）门采用智能物联锁具，实现现场开闭计量箱（柜）门的规范管理；计量箱（柜）锁具在授权下开闭操作，实现智能物联锁具开闭及异常状态的主站监测，提供疑似窃电预警。

3.3.7智能换相开关

可通过换相主控单元实时监测变压器三相及中性线电流及电压，指导计量箱侧换相开关就地进行负荷换相调整，完成负荷的相间切换，保障表箱-分支-变压器各连接都做到三相负荷平衡。

3.4应用效果

首先，通过低压分布式光伏群调群控建设，可以实现对大量分布式光伏的有效管理，提升配电网的运行效率。智能物联电能表和新型采集终端的部署，使得电网管理者可以实时监控配电网的运行状态，包括电压、电流、功率因数等参数，从而能够及时发现并解决故障，减少停电时间。其次，可以实现对分布式光伏资源的优化配置。在保证电网安全的前提下，充分利用分布式光伏的发电能力，降低对传统能源的依赖，提高清洁能源的使用比例。最后，可以实现对分布式光伏的过压、失压保护，防止分布式电源形成孤岛，确保低压台区作业安全。同时，智能断路器和智能物联锁具的部署，可以防止窃电行为的发生，提高供电的可靠性。

结语：

综上所述，通过低压分布式光伏群调群控建设，可以实现对大量分布式光伏的有效管理，提升配电网的运行效率，优化资源配置，提高供电可靠性，提升用户满意度，具有极高的实际应用价值和社会效益。因此，应该大力推广低压分布式光伏群调群控技术，为电网的安全稳定运行和社会的可持续发展做出更大的贡献。

参考文献：

[1]倪春花.基于分布式光伏集群的配电网电压多级协调控制[D].东南大学,2017.

[2]郑小宇,季宇,张颖,等.基于模型预测控制的分布式光伏集群协调优化控制[J].电网与清洁能源,2019,35(7):66-74.