本标准由国家电网公司发展策划部提出并解释。
本标准由国家电网公司科技部归口。
本标准起草单位:中国电力科学研究院。
本标准主要起草人:刘纯、迟永宁、何国庆、王伟胜、王基、黄越辉、赵伟然、冯凯辉、李光辉、郝木凯、孙文文。
本标准2010年8月首次发布,2014年第一次修订。
本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。
1范围
本标准规定了新建和扩建分布式电源接入电网运行应遵循的一般原则和技术要求,改建分布式电源、分布式自备电源可参照本规定执行。
本标准适用于国家电网公司经营区域内以同步发电机、异步发电机、变流器等形式接入35kV及以下电压等级电网的分布式电源。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB2894安全标志及其使用导则
GB14050系统接地的型式及安全技术要求
GB/T12325电能质量供电电压偏差
GB/T12326电能质量电压波动和闪变
GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程
GB/T14549电能质量公用电网谐波
GB/T15543电能质量三相电压不平衡
GB/T19862电能质量监测设备通用要求
GB/T24337电能质公用电网间谐波
DL/T448电能计量装置技术管理规定
DL/T5843kV~110kV电网继电保护装置运行整定规程
DL/T621交流电气装置的接地
DL/T634.5101远动设备及系统第5-101部分传输规约基本远动任务配套标准
DL/T634.5104远动设备及系统第5-104部分传输规约采用标准传输协议集的IEC60870-5-101网络访问
电力监控系统安全防护规定发改委令2014第14号
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
公共连接点pointofcommoncoupling
电力系统中一个以上用户的连接处。
3.2
并网点pointofinterconnection
对于有升压站的分布式电源,指升压站高压侧母线或节点。对于无升压站的分布式电源,指分布式电源的输出汇总点。并网点的定义可参见附录A。
3.3
变流器converter
用于将电功率变换成适合于电网或用户使用的一种或多种形式的电功率的电气设备。包括整流器、逆变器、交流变流器和直流变流器。
3.4
同步发电机类型电源synchronous-machine-typepowersupply
通过同步发电机直接与电网相连的电源。
3.5
异步发电机类型电源asynchronous-machine-typepowersupply
通过异步发电机直接与电网相连的电源。
3.6
变流器类型电源converter-typepowersupply
全部或部分通过变流器与电网相连的电源。
3.7
孤岛islanding
包含负荷和电源的部分电网,从主网脱离后继续孤立运行的状态。孤岛可分为非计划性孤岛和计划性孤岛。
非计划性孤岛unintentionalislanding
非计划、不受控地发生孤岛。
计划性孤岛intentionalislanding
按预先设置的控制策略,有计划地发生孤岛。
3.8
防孤岛anti-islanding
防止非计划性孤岛的发生。
3.9
反孤岛装置anti-islandingdevice
通过改变电压或注入频率扰动信号等措施,破坏分布式电源孤岛运行的专用安全保护设备。
4基本要求
分布式电源接入电网应遵循以下基本要求:
a)并网点的确定原则为电源并入电网后能有效输送电力并且能确保电网的安全稳定运行。
b)当公共连接点处并入一个以上的电源时,应总体考虑它们的影响。
c)分布式电源接入系统方案应明确用户进线开关、并网点位置,并对接入分布式电源的配电线路载流量、变压器容量、开关短路电流遮断能力进行校核。
d)分布式电源可以专线或T接方式接入系统。
e)分布式电源并网电压等级可根据各并网点装机容量进行初步选择,推荐如下:8kW及以下可接入220V;8kW~400kW可接入380V;400kW~6000kW可接入10kV;5000kW~30000kW以上可接入35kV。最终并网电压等级应根据电网条件,通过技术经济比选论证确定。若高低两级电压均具备接入条件,优先采用低电压等级接入。
5电能质量
5.1一般性要求
5.1.2通过10(6)kV~35kV电压等级并网的变流器类型分布式电源应在公共连接点装设满足GB/T19862要求的A级电能质量在线监测装置,电能质量监测历史数据应至少保存一年。
5.2谐波
5.2.1分布式电源所接入公共连接点的谐波注入电流应满足GB/T14549的规定,不应超过表1中规定的允许值,其中分布式电源向配电网注入的谐波电流允许值按此电源协议容量与其公共连接点上发/供电设备容量之比进行分配。
表1注入公共连接点的谐波电流允许值
5.2.2分布式电源接入后,所接入公共连接点的间谐波应满足GB/T24337的要求。
5.3电压偏差
分布式电源并网后,所接入公共连接点的电压偏差应满足GB/T12325的规定,即:
a)35kV公共连接点电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%(注:如供电电压上下偏差同号(均为正或负)时,按较大的偏差绝对值作为衡量依据)。
b)20kV及以下三相公共连接点电压偏差不超过标称电压的±7%。
c)220V单相公共连接点电压偏差不超过标称电压的+7%,-10%。
5.4电压波动和闪变
5.4.1分布式电源并网后,所接入公共连接点处的电压波动和闪变应满足GB/T12326的规定。
5.4.2分布式电源单独引起公共连接点处的电压变动限值与电压变动频度、电压等级有关,见表2。
表2电压波动限值
5.4.3分布式电源在公共连接点单独引起的电压闪变值应根据电源安装容量占供电容量的比例、以及系统电压等级,按照GB/T12326的规定分别按三级作不同的处理。
5.5电压不平衡度
分布式电源并网后,所接入公共连接点的三相电压不平衡度不应超过GB/T15543规定的限值,公共连接点的三相电压不平衡度不应超过2%,短时不超过4%;其中由各分布式电源引起的公共连接点三相电压不平衡度不应超过1.3%,短时不超过2.6%。
5.6直流分量
变流器类型分布式电源接入后,向公共连接点注入的直流电流分量不应超过其交流额定值的0.5%。
5.7电磁兼容
6启停
6.1一般要求
通过380V电压等级并网的分布式电源的启停方式应与电网企业协商确定;通过10(6)kV~35kV电压等级并网的分布式电源启停时应执行电网调度机构的指令。
6.2启动
6.2.1分布式电源启动时需要考虑当前电网频率、电压偏差状态和本地测量的信号,当电网频率、电压偏差超出本规定的正常运行范围时,电源不应启动。
6.2.2同步发电机类型分布式电源应配置自动同期装置,启动时分布式电源与配电网的电压、频率和相位偏差应在一定范围。
6.2.3分布式电源启动时不应引起配电网电能质量超出规定范围。
6.2.4分布式电源启动时应确保其输出功率的变化率不超过电网所设定的最大功率变化率。
6.3切除
除发生故障或接收到来自于电网调度机构的指令以外,分布式电源同时切除引起的功率变化率不应超过电网调度机构规定的限值。
6.4恢复并网
7功率控制和电压调节
7.1有功功率控制
通过10(6)kV~35kV电压等级并网的分布式电源(除10(6)kV电压等级并网的分布式光伏发电、风电、海洋能发电项目外)应具有有功功率调节能力,输出功率偏差及功率变化率不应超过电网调度机构的给定值,并能根据电网频率值、电网调度机构指令等信号调节电源的有功功率输出。
7.2电压/无功调节
7.2.1分布式电源参与配电网电压调节的方式包括调节电源的无功功率、调节无功补偿设备投入量以及调整电源变压器的变比。
7.2.2通过380V电压等级并网的分布式电源,在并网点处功率因数应满足以下要求:
a)同步发电机类型和变流器类型分布式电源应具备保证并网点功率因数应在0.95(超前)~0.95(滞后)范围内可调节的能力。
b)异步发电机类型分布式电源应具备保证并网点处功率因数在0.98(超前)~0.98(滞后)范围可调节的能力。
7.2.3通过10(6)kV~35kV电压等级并网的分布式电源,在并网点处功率因数和电压调节能力应满足以下要求:
a)同步发电机类型分布式电源应具备保证并网点处功率因数在0.95(超前)~0.95(滞后)范围内连续可调的能力,并可参与并网点的电压调节;
b)异步发电机类型分布式电源应具备保证并网点处功率因数在0.98(超前)~0.98(滞后)范围自动调节的能力,有特殊要求时,可做适当调整以稳定电压水平;
c)变流器类型分布式电源应具备保证并网点处功率因数应在0.98(超前)~0.98(滞后)范围内连续可调的能力,有特殊要求时,可做适当调整以稳定电压水平。在其无功输出范围内,应具备根据并网点电压水平调节无功输出,参与电网电压调节的能力,其调节方式和参考电压、电压调差率等参数应可由电网调度机构设定。
8运行适应性
8.1一般要求
8.1.1分布式电源并网点电压在85%~110%标称电压之间时,应能正常运行。
8.1.2当分布式电源并网点频率在49.5Hz~50.2Hz范围之内时,分布式电源应能正常运行。
8.1.3当分布式电源并网点的电压波动和闪变值满足GB/T12326、谐波值满足GB/T14549、间谐波值满足GB/T24337、三相电压不平衡度满足GB/T15543的要求时,分布式电源应能正常运行。
8.2低电压穿越
8.2.1通过10(6)kV电压等级直接接入公共电网,以及通过35kV电压等级并网的分布式电源,应具备以下低电压穿越能力:
8.2.2并网点考核电压在图1中电压轮廓线及以上的区域内,分布式电源应不脱网连续运行;否则,允许分布式电源切出。具备更强低电压穿越能力的分布式电源,可采用更高的低电压穿越技术要求。
注:各种电力系统故障类型下的考核电压为:三相短路故障和两相短路故障考核并网点线电压,单相接地短路故障考核并网点相电压。
图1分布式电源低电压穿越要求
8.3频率适应性
通过10(6)kV电压等级直接接入公共电网,以及通过35kV电压等级并网的分布式电源应具备一定的耐受系统频率异常的能力,应能够在表3所示电网频率范围内按规定运行。
9安全
9.1一般性要求
为保证设备和人身安全,分布式电源应具备相应继电保护功能,以保证配电网和发电设备的安全运行,确保维修人员和公众人身安全,其保护装置的配置和选型应满足所辖电网的技术规范和反事故措施。
a)接有分布式电源的10kV配电台区,不应与其他台区建立低压联络(配电室、箱式变低压母线间联络除外);
b)分布式电源的接地方式应和配电网侧的接地方式相协调,并应满足人身设备安全和保护配合的要求;
c)通过10(6)kV~35kV电压等级并网的分布式电源,应在并网点安装易操作、可闭锁、具有明显开断点、带接地功能、可开断故障电流的开断设备;
d)通过380V电压等级并网的变流器类型分布式电源,应在并网点安装易操作,具有明显开断指示、具备开断故障电流能力的开关,开关应具备失压跳闸及检有压合闸功能。
9.2防雷与接地
9.3安全标识
9.3.1对于通过380V电压等级并网的分布式电源,连接电源和电网的专用低压开关柜应有醒目标识。标识应标明“警告”、“双电源”等提示性文字和符号。标识的形状、颜色、尺寸和高度参照GB/T2894执行。
9.3.210(6)kV~35kV电压等级并网的分布式电源应根据GB/T2894,在电气设备和线路附近标识“当心触电”等提示性文字和符号。
10继电保护与安全自动装置
10.1一般性要求
分布式电源的保护应符合可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求,其技术条件应满足GB/T14825和DL/T584的要求。
10.2电压和频率保护
10.2.1通过10(6)kV电压等级直接接入公共电网,以及通过35kV电压等级并网的分布式电源,其电压保护配置满足应8.2节低电压穿越能力要求。
10.2.3通过380V电压等级并网,以及通过10(6)kV电压等级接入用户侧的的分布式电源,当并网点频率超过49.5Hz~50.2Hz运行范围时,应在0.2s内停止向电网送电。
10.2.4通过10(6)kV电压等级直接接入公共电网,以及通过35kV电压等级并网的分布式电源,其频率保护配置满足应8.3节频率适应性的要求。
10.3线路保护
通过10(6)kV~35kV电压等级并网的分布式电源,并网线路可采用两段式电流保护,必要时加装方向元件。当依靠动作电流整定值和时限配合,不能满足可靠性和选择性要求时,宜采用距离保护或光纤电流差动保护。
10.4防孤岛保护
10.4.2通过380V电压等级并网的分布式电源接入容量超过本台区配变额定容量25%时,配变低压侧应配备低压总开关,并在配变低压母线处装设反孤岛装置;低压总开关应与反孤岛装置间具备操作闭锁功能,母线间有联络时,联络开关也应与反孤岛装置间具备操作闭锁功能。
10.5自动重合闸
10.5.1通过10(6)kV~35kV电压等级并网的分布式电源采用专线方式接入时,专线线路可不设或停用重合闸。
11通信与信息
11.1基本要求
11.1.1通过10(6)kV~35kV电压等级并网的分布式电源(除10(6)kV电压等级并网的分布式光伏发电、风电、海洋能发电项目),应具备与电网调度机构之间进行数据通信的能力,能够采集电源的电气运行工况,上传至电网调度机构,同时具有接受电网调度机构控制调节指令的能力。
11.1.2通过10(6)kV~35kV电压等级并网的分布式电源(除10(6)kV电压等级并网的分布式光伏发电、风电、海洋能发电项目),与电网调度机构之间通信方式和信息传输应符合《电力监控系统安全防护规定》的要求。传输的遥测、遥信、遥控、遥调信号可基于DL/T634.5104和DL/T634.5101通信协议。
11.1.3通过380V电压等级并网的分布式电源,以及通过10(6)kV电压等级并网的分布式光伏发电、风电、海洋能发电项目,可采用无线公网通信方式(光纤到户的可采用光纤通信方式),但应采取信息通信安全防护措施。
11.2正常运行信息
在正常运行情况下,分布式电源向电网调度机构提供的信息至少应当包括:
b)通过380V电压等级并网的分布式电源,以及10(6)kV电压等级并网的分布式光伏发电、风电、海洋能发电项目,可只上传电流、电压和发电量信息,条件具备时,预留上传并网点开关状态能力。
12电能计量
12.1分布式电源接入配电网前,应明确计量点,计量点设置除应考虑产权分界点外,还应考虑分布式电源出口与用户自用电线路处。
12.3计量装置应安装于公共位置并考虑相应的封闭措施,便于计量设备的检查和管理。
12.4用于结算和考核的分布式电源计量装置,应安装采集设备,接入用电信息采集系统,实现用电信息的远程自动采集。
12.5分布式电源并网前,应由具备相应资质的单位或部门完成电能计量装置的检定、安装、调试,电源产权方应提供工作上的方便。电能计量装置投运前,应由电网企业和电源产权归属方共同完成竣工验收。
13并网检测
13.1检测要求
13.1.3分布式电源接入配电网的检测点为电源并网点,应由具有相应资质的单位或部门进行检测,并
在检测前将检测方案报所接入电网调度机构备案。
13.1.4当分布式电源更换主要设备时,需要重新提交检测报告。
13.2检测内容
a)功率控制和电压调节;
b)电能质量;
c)运行适应性;
d)安全与保护功能;
e)启停对电网的影响。
附录A(资料性附录)
并网点的补充说明
对于有升压站的分布式电源,并网点为分布式电源升压站高压侧母线或节点;对于无升压站的分布式电源,并网点为分布式电源的输出汇总点。如图A.1所示,A1、B1点分别为分布式电源A、B的并网点。
图A.1并网点图例说明
分布式电源接入电网技术规定
编制说明
一、编制背景
为促进分布式电源科学、有序发展,规范化分布式电源接入电网的技术指标,国家电网公司发展策划部组织中国电力科学研究院开展了《分布式电源接入电网技术规定》的修订工作。
本标准根据国家电网公司《国家电网公司关于下达2014年度公司技术标准制修订计划的通知》(国家电网科〔2014〕64号)的要求修订。
二、编制主要原则
根据国家电网公司企业标准计划,通过对分布式电源及其对电网影响的研究,结合我国电网结构以及电网运行对电源的要求,编制了本标准。本标准的编制原则如下:
b)本标准的出发点和基本原则是保障电网和分布式电源的安全和优质运行;
c)本标准的编制兼顾了现有电网结构和配置,以及分布式电源的技术水平,分布式电源可以通过合理的技术手段做到不影响电网的电能质量和安全运行,在不需要大量投资改变现有电力系统结构的基础上发展分布式电源。
三、与其它标准文本的关系
本标准编制过程中,参考了现行行业标准NB/T32015《分布式电源接入配电网技术规定》、IEEE1547《Standardforinterconnectingdistributedresourceswithelectricpowersystems》系列标准、德国BDEW《Technicalguideline:generatingplantsconnectedtothemedium-voltagenetwork》及VDE-AR-N4105:2011-08《Powergenerationsystemsconnectedtothelowvoltagedistributionnetwork》,并充分考虑了国家电网公司内分布式电源及电网发展实际情况,提出了合适的技术规定。
本标准不涉及专利、软件著作权等知识产权使用问题。
四、主要工作过程
a)2014年7月,确立编制工作的总体目标,构建编制工作小组,确定参编人员,开展编制前期研究工作。
b)2014年8月,在工作组关于分布式电源对低压电网影响的前期研究基础上,编制了标准的修订草案稿。
五、标准结构与内容
本标准按照《国家电网公司技术标准管理办法》(国家电网企管〔2014〕455号文)的要求编写。
本标准的主题章包括10章,分别为第4章至第13章。
标准的第4章基本要求是后续章节的共性和基础性原则;第5至12章分别提出了分布式电源并网在电能质量、启停、功率控制和电压调节、运行适应性、安全、继电保护与安全自动装置、通信与信息、电能计量等方面的技术要求;第13章提出了分布式电源的并网检测要求。
第4章主要介绍分布式电源接入电网应遵循的基本原则,包括多个分布式电源接入同一个公共连接点时的处理方法、接入系统方案应该重点考虑的问题、接入方式、接入容量与并网电压等级选取原则等内容。
第5章提出了分布式电源在谐波、电压偏差、电压不衡度、电压波动和闪变、直流分量、电磁兼容等电能质量方面的技术要求。
第6章提出了分布式电源启动、切除和恢复并网应遵循的技术要求。
第7章提出了分布式电源在有功功率控制和电压/无功调节方面应遵循的技术要求。
第8章提出了分布式电源在电压、频率和电能质量方面的运行适应性技术要求。
第9章提出了分布式电源防雷与接地、安全标标识、低压联络等方面的要求。
第10章提出了分布式电源电压和频率保护、线路保护、防孤岛保护和自动重合闸等方面的技术要求。
第11章提出了分布式电源正常运行信息采集、传输的技术要求。
第12章提出了分布式电源电能计量点、计量装置、安装位置等方面的技术要求。
六、条文说明
本标准内容的主要条款分析和说明如下:
6.1基本要求
规定了分布式电源并网应遵循的基本要求,包括并网点选择、接入电压等级确定、接入方式等。
分布式电源面临点多面广发展态势,一个公共连接点之内,可能包含多个分布式电源,此时应总体考虑它们对电网的影响。
在综合考虑了线路输送能力、变压器容量、线缆选型等情况后,提出了各并网点分布式电源容量与并网电压等级选取的推荐方案,需要注意的是,该方案只是推荐方案,当通过技术经济比选,若高低两级电压均具备接入条件,应优先采用低电压等级接入。
6.2电能质量
分布式电源并入低压电网,对电压偏差、谐波等电能质量指标的影响比较大,本章规定了分布式电源发出电能的质量,在谐波、电压偏差、电压不平衡度、电压波动和闪变等方面应满足标准。
通过10(6)kV~35kV电压等级并网的变流器类型分布式电源应在公共连接点装设满足GB/T19862要求的A级电能质量在线监测装置,该电能质量在线监测装置,一般可安装于上一级变电站的低压侧。
6.3启停
6.4功率控制和电压调节
分布式电源有功功率和无功功率控制是一个非常重要的能力,但是,分布式电源功率控制的使用次数也许非常有限。目前,功率控制可能最广泛地用在发生事故系统能力降低的情况下,以帮助系统恢复正常运行,以防止事故扩大。
在有功功率控制方面,本标准只对通过10(6)kV~35kV电压等级并网的分布式电源(除10(6)kV电压等级并网的分布式光伏发电、风电、海洋能发电项目外)提出要求。
通过380V电压等级并网的分布式电源容量一般都非常小,功率控制对电网的支持非常有限,考虑到成本和技术因素,在有功功率控制上不做出要求。
电压/无功调节方面,针对同步发电机类型、异步发电机类型和变流器类型分布式电源,考虑不同的并网电压等级,提出了不同的并网点处功率因数和电压调节能力要求。
6.5运行适应性
分布式电源应具备适应电网运行的能力,在电网正常运行、电能质量符合相应标准的要求时,分布式电源应能正常运行,此条款的提出为防止分布式电源保护设置范围与电网运行的各类指标范围不符合,导致分布式电源保护频繁动作,影响电网的正常运行。
低电压穿越方面,对通过10(6)kV电压等级直接接入公共电网,以及通过35kV电压等级并网的
分布式电源提出了低电压穿越的要求,分布式光伏等具备更高低电压穿越能力的分布式电源,可采用更
高低电压穿越要求。
6.6安全
分布式电源接入低压电网,直接靠近用户侧,人身和设备安全非常重要。一方面,分布式电源的并网设备或分布式电源安装附近应有明显的安全标识,提醒公众注意安全,防止触电事故发生;另一方面,分布式电源必须在并网点设置易于操作、可闭锁、具有明显断开点的并网断开装置,使得电力设施检修维护人员能目测到开关的位置,确保人身安全。
6.7继电保护与安全自动装置
分布式电源应配置继电保护装置,保护功能主要针对电网安全运行对电源提出保护设置要求确定,包括电压、频率和防孤岛保护等。分布式电源保护装置的设置必须与电网侧线路保护设置相配合,以达到安全保护的效果。
通过10(6)kV电压等级直接接入公共电网,以及通过35kV电压等级并网的分布式电源,其电压和频率保护设定值,应与低电压穿越和频率适应性相配合。
防孤岛保护是针对电网失压后分布式电源可能继续运行、且向电网线路送电的情况提出。孤岛运行一方面危及电网线路维护人员和用户的生命安全,干扰电网的正常合闸;另一方面孤岛运行电网中的电压和频率不受控制,将对配电设备和用户设备造成损坏。变流器的防孤岛控制有主动式和被动式两种,主动防孤岛保护方式主要有频率偏离、有功功率变动、无功功率变动、电流脉冲注入引起阻抗变动等判断准则;被动防孤岛保护方式主要有电压相位跳动、3次电压谐波变动、频率变化率等判断准则。
针对防孤岛保护可能存在的保护死区情况,针对通过380V电压等级并网的分布式电源接入容量超过本台区配变额定容量25%时,提出在配变低压母线处装设反孤岛装置,在运维检修人员进行检修操作之前,先投入防孤岛装置,以保障检修人员人身安全。
6.8通信与信息
结合分布式电源并网的实际情况,通过380V电压等级并网的分布式电源,以及10(6)kV电压等级接入的分布式光伏发电、风电、海洋能发电项目,不要求具备与电网调度机构之间进行数据通信的能力,可只上传电流、电压和发电量信息,条件具备时,预留上传并网点开关状态能力。