分布式光伏领域：6MW为何成为规模发展的关键节点

时间：2024-11-13作者：安科瑞电气股份有限公司浏览：84

近日，能源局发布定义分布式光伏6MW及以上的光伏电站必须自发自用，自行消纳。多省能源局规定大于6MW的电站必须按集中式管理，另外大于6MW（包含）要省级审批，小于则由市级审批，10kV线路单回接入容量也是6MW，很多电厂发电机装机容量也是以6MW为界点。这是为什么呢？

1. 政策角度

我国提出分布式光伏电站将其限定为10kV及以下电压等级接入要追溯到2012年10月左右，单个项目容量不超过6MW的发电系统，然后到了2013年国家能源局正式发布“光伏电站项目管理暂行办法（国能新能[2013]329号）”文件里面对分布式光伏进行了明确的定义和标准分类：“*二十条 光伏电站项目接网意见由省级电网企业出具，分散接入低压电网且规模小于6兆瓦的光伏电站项目的接网意见由地市级或县级电网企业出具。”

到2019年，国家能源局又发布国能发新能〔2019〕49号《国家能源局关于2019年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》规定，普通光伏电站为装机容量6兆瓦及以上的光伏电站；工商业分布式光伏发电项目为就地开发、就近利用且单点并网装机容量小于6兆瓦的户用光伏以外的各类分布式光伏发电项目。

再到2024年10月9日能源局发布的《分布式光伏发电开发建设管理办（征求意见稿）》对分布式光伏项目做了更细致的分类，共分四类，且不同类型项目，并网模式不同，具体如下图所示：






图1 分布式光伏管理办法

2. 配电网技术角度

在国家电网公司的典型设计中，10kV线路接入的光伏电站容量范围通常在400kW到6MW之间，且单回线路的接入容量不应超过6MW。这一设计基于以下几个技术考虑：

负荷侧考虑：10kV配电网属于负荷侧，主要用于为工商业用户和大型公共设施供电。而分布式光伏发电站也是基于负荷侧接入（集中式的是属于发电侧）根据国家电网的设计标准，10kV线路在接入分布式光伏电站时，其电源点不应超过6MW。超过此容量，电网需要承受更大的负荷，可能影响局部电网的供电稳定性。

进线电缆规格和开关承载能力：在我们日常各大建筑物内较多的就是10kV配电网中，而10kV配网我们以前在配网设计过程进线电缆和总开关的承载能力也是限制光伏电站容量的重要因素。通常，6MW的光伏电站需要配置高规格的电缆和开关装置，以满足电流的需求。而超过6MW时，电缆和开关的负荷将大幅增加，配电设备需要进行全面升级，这将导致成本的上升。所以这个主要是受限于电网配网。

输电线路距离和承载能力：分布式光伏电站与电网的连接，必须考虑输电线路的长度和承载能力。根据技术规范，6MW及以下的光伏电站可以通过较短的输电线路接入10kV配电网，且不会对输电系统造成过大的压力。超过6MW时，线路损耗和电压波动的问题变得显著，影响电能质量和供电可靠性。

3. 电网稳定性角度

分布式光伏的接入对电网的稳定性提出了较高要求，尤其是在大规模接入的情况下。根据电网运行经验，6MW是一个相对合理的容量界限，原因如下：

功率波动管理：光伏发电受气象条件影响较大，尤其是在阴雨天气或云层变化时，光伏电站的功率输出波动显著。对于10kV配电网而言，6MW以下的光伏电站功率波动相对较小，易于电网进行平衡调节。而超过6MW时，功率波动对局部电网的影响加大，电网调度的复杂性增加。

电压波动和谐波影响：较大规模的分布式光伏接入可能导致电压波动和谐波干扰。6MW及以下的光伏电站能够通过现有的电压调节和滤波设备进行有效控制，而超过6MW时，电压调节设备和无功补偿装置（SVG等）需要进一步加强，增加了电网运行的复杂性和成本。

电网保护系统设计：在6MW以下的光伏电站中，现有的电网保护设备能够有效应对光伏电站的故障情况。而在6MW以上的系统中，光伏电站的容量较大，电网故障时可能引发较为严重的电力中断。因此，需要对保护设备进行重新设计，确保电网的安全稳定。

4. 经济性角度

项目投资和回报：6MW以下的光伏项目规模适中，设备投资和施工成本较为合理，同时能够较快实现**。超出6MW的项目，不仅面临设备升级、施工复杂度提升等问题，审批和接入成本也随之增加，影响项目的整体经济效益。

政策支持与补贴：国家和地方政府对分布式光伏项目的补贴政策多集中于中小规模项目，6MW以下的项目更容易获得财政支持和税收优惠。而大于6MW的项目则被归类为集中式光伏管理，可能无法享受分布式光伏的相关政策优惠。

工商业用户需求：根据工商业企业用电需求，6MW的光伏系统通常可以满足中大型企业的用电需求，帮助其实现自发自用、降低用电成本。而超过6MW的系统，一方面会增加光伏系统的初始投资，另一方面也可能超出企业的实际用电需求，导致电力浪费。同时，大多数工商业用户的厂区面积和屋顶资源也有限，6MW以下的光伏系统通常可以合理利用企业现有的屋顶或空闲土地资源，实现较高的经济效益。超过6MW的光伏系统则需要额外的土地资源，增加了项目的建设难度和成本。

5. 6MW以下分布式光伏发电系统并网解决方案

安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏发电监控系统，可兼容国产麒麟操作系统，采集现场逆变器、汇流箱、箱变保护测控装置、防孤岛、防逆流控制装置、计量仪表、电能质量在线监测装置、直流屏等设备数据，本地实时显示和报警，提供远程遥控操作和调节，并具备光功率预测、无功补偿控制等功能，此外，系统配置网络安全监测、横向隔离、纵向加密认证装置以满足电网数据安全要求，数据上传调度系统以满足并网要求，为用户提供分布式光伏监控和并网方案，**光伏电站运行稳定可靠性。



图2 分布式光伏电站监控系统保护测控及并网方案

5.1. 分布式光伏监控并网系统二次硬件选型

光伏电站监控系统需要使用相关保护、测控、稳控、分析及数据安全和通讯设备，典型的分布式光伏电站并网系统需要用到的二次设备如下表所示。




并网监测

监测并网点电压、频率、功率、电能质量、功率因数、并网电量等电参数以及并网断路器运行状态等数据，并提供远程分合闸控制。



图3 光伏并网监测

电能质量监视

在电能质量监控图中，可以直接查看电能质量装置的运行状态、电流电压总有效值、电压波动、电压总畸变、正反向有功电能、有功、无功功率等电能质量信息。可以根据这些信息监测现场电能的质量，及时的做出应对方案。



图4 电能质量监视界面图

发电功率曲线分析

实时监测逆变器功率曲线和太阳辐照度曲线并对比分析，及时预警异常发电工况并提供数据分析功能。



图5 光伏发电功率曲线分析

网络拓扑图

系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通信状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。



图6 站内设备系统网络拓扑图

主接线图

在此界面可以查看高压保护柜的电量参数，监视断路器和手车的状态，在远方状态时可以遥控断路器的分合，监视高压柜保护装置的参数，能够及时的发现异常，及时做出相应的处理。



图7 主接线界面图











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