1.3 光伏发电并网认证的作用
1.3.1 光伏发电并网问题
由于我国太阳能资源与电力负荷在空间上存在逆向分布的特点,因此我国光伏发电的开发模式主要有两种:一种是“大规模集中开发、中高压接入、高压远距离外送消纳”;另一种是“规模化分散开发、低压接入、就地消纳”。由于国情的限制,我国在光伏发电发展建设之初选择了在西北太阳能资源富集的地区采取“大规模集中开发,高压远距离输送”的开发模式。同时光伏发电站技术门槛低、建设周期短,与电网建设进度不同步,经过几年的大规模建设之后,出现了光伏电站并网安全、光伏发电送出消纳、光伏发电站运行管理等问题,使得光伏发电发展与电网安全运行之间的矛盾日益突出,主要存在如下问题。
1.入网技术问题
随着光伏电站大规模集中建设的推进,其在并网方面存在的问题主要集中在接入安全、运行控制、有效消纳三个方面。
(1)接入安全方面。由于光伏发电具有强随机性、强相关性、弱支撑性和低抗扰性的特点,使其安全运行非常困难。随着光伏发电的大规模集中建设,装机容量占比迅速增加,光伏发电在电力系统中的角色已经从“无足轻重”转变为“举足轻重”,因此为了降低光伏发电对电网运行的影响,发挥其现有电源角色的作用,需要其在“故障穿越能力”“运行适应性”“功率控制能力”等方面对电网运行起到支撑作用。
目前光伏逆变器大都已通过实验室型式试验,其单机并网性能已经得到验证,但对于光伏电站整站并网性能却无法有效验证,加之部分电站在建设过程中存在设备质量“减配”等现象,使整站并网性能参差不齐,给光伏电站接入电网后的安全运行带来极大隐患。
(2)运行控制方面。精确的电网运行方式计算是电网运行方式决策的基础。由于目前没有光伏电站的精确模型,在进行电网运行方式计算时,通常采用等值的替代模型来进行计算,而等值的替代模型不能客观准确反映光伏电站的运行状况,随着装机容量的增加,计算误差越来越大,将直接影响电网运行方式决策,给电网运行安全性和经济性带来重大影响。
(3)有效消纳方面。由于光伏电站缺失精确模型,在进行安全消纳分析时,为保证电网安全运行,通常在计算时留有较大的安全裕度,从而影响了光伏发电的有效消纳。对于光伏发电的有效消纳目前采用“一刀切”的调控方式开展,对电站缺乏有效的发电能力等级评价体系,对待发电性能优异的“优质电源”和发电性能较差的“劣质电源”没有区别对待,给发电企业积极提升发电质量带来消极影响。
2.入网管理问题
随着大规模光伏电站接入电网,其在入网管理方面存在的问题主要集中在入网审核、检测资质及技术水平三个方面。
(1)入网审核方面。目前我国各地区对新能源场站接入电网的审核要求不统一,存在“有松有紧、程度不一”的现象,使各地区接入电网的新能源场站并网性能存在优劣差异。除个别地区对新能源场站有全项入网检测要求外,多数地区仅对电能质量、有功功率控制、无功功率控制3个检测项目有明确要求。对于对电网和新能源场站安全运行影响较大的电网适应性、故障穿越能力等检测项目,只审核光伏逆变器型式试验报告,未对整站性能有其他形式的审核和性能把关。
(2)检测资质方面。目前各地区对开展新能源场站入网检测相关机构的检测资质无明确要求,部分地区存在有无资质检测机构参与检测并出具检测报告的现象,使新能源场站并网检测流于形式。试验检测结果无法从体系规范性以及计量校准等方面得到有效的保障,存在较大的检测结果不确定性。
(3)技术水平方面。新能源发电较常规电源发展较晚,在各地区专业配置中都属于新专业,无法与具有多年理论和实践经验积累的传统发电专业相比。同时,由于各地区新能源发展程度以及技术实力存在差异,使得各地区针对新能源的入网检测能力和试验技术水平参差不齐。