安徽金寨可再生能源集群系统示范工程探访

●国重1.3项目，全称为国家重点研发计划———分布式可再生能源发电集群并网消纳关键技术及示范应用

●金寨示范工程建立群控群调系统，打通输电网、配电网和分布式电源网络，实现数据共通共享，这是泛在电力物联网建设的全新实践成果

初冬时节，走进大别山革命老区安徽金寨县，一块块光伏电板在阳光的照耀下熠熠生辉。国网安徽省电力有限公司牵头实施的国重1.3项目中的“高渗透率分布式可再生能源集群系统集成及示范应用”金寨示范工程，已稳定运行半年有余。

必须化解的并网之困

金寨县是安徽省人口最多的县，全县年平均日照时间达2100小时，具备开发太阳能的条件。2014年，该县先行先试，为2008家贫困户安装分布式光伏电站，当年11月实现并网收益。此举为全省乃至全国产业扶贫提供可复制的样板。2015年，光伏扶贫入选国家“十大精准扶贫工程”。

从光伏扶贫的“试验田”到创建国家高比例可再生能源示范县，金寨县光伏发电产业发展迅猛，全县可再生能源总装机容量在2018年底达159万千瓦，光伏占144万千瓦。通过开发贫困地区的太阳能创造稳定收益，实现精准扶贫、新能源利用和节能减排等目标，但随着光伏扶贫的深入开展，问题开始显现。

“光伏板都是2015年一起安装的，当时说每年能有3000元收入，可我家只收到1000多元。”发现问题的是金寨县铁冲乡前营村村民李西术，“我家发电量只有别人家一半。”同村村民程本仁、叶祖松等还反映家里有电器在使用过程中被烧毁。

原因很快被查明，李西术家因为靠近供电线路末端，当光照强但线路用电负荷不大时，光伏并网电压就会明显升高，而负责把光伏发电并上网的逆变器一旦检测到电压超过保护值，便会选择脱网不发电，防止电压过高损坏线路上的电器等负载。而在电压升高过程中，有些电器就会因为承受不住而发生烧毁，这两个问题其实是一件事。

2017年下半年，国重1.3项目完成实验室研究，选取金寨等地进行落地验证，频繁脱网、电压升高、线损增加等客观存在的问题，都在解决范围之内。“既然光伏发电高峰时段电没法送上网，那就先存起来，等到用电高峰期再放出来。”来自安徽电力科学研究院国重1.3项目组成员徐斌表示，针对分布式光伏并网的不同场景，他们相继研发了光储一体机、逆控一体机、储能双向变流器等一系列智能调控设备。

“仅光储一体机就经历6次升级换代，最终才达到预期效果，解决了户用光伏脱网以及线路电压升高等问题。”安徽电力科技部陈锋说。

至关重要的指挥大脑

作为全国范围内分布式光伏高渗透率区域之一，金寨县光伏发展面对的困局非常突出。144万千瓦光伏发电星罗棋布地分布在群山之中，接入量远超当地配网接纳水平，电能消纳和送出矛盾十分突出；线路损耗、电压波动、谐波超标等问题凸显，电网运行受到巨大挑战。

国重1.3项目组在该县选取了包含5座变电站、2100余户户用光伏、18座村级光伏电站和6座联村级光伏电站在内的800多平方公里区域，作为“区域分散型”分布式电源集群并网工程示范区，并根据网架结构、能源特性，将示范区划分为铁冲、全军等6个集群。

“6个集群的光储一体机等数百台可控设备相互配合、高效运行的背后，是一个聪明的大脑在统一指挥———群控群调系统，该系统是我们的核心研究成果。”安徽电力科学研究院国重1.3项目组成员丁津津解释说，通过群内自治、群间协调、输配协同3个环环相扣的控制策略，实现分布式能源智能、友好、高效融入电网。

“这是国内首次真正意义上打通输电网、配电网和分布式电源网络，实现数据共通共享。”负责区域调控的六安供电公司调控中心副主任储召云介绍，“群控群调系统既是望远镜又是放大镜，以往电网调度看不见的分布式电源，现在看得见也调得动，心里踏实很多。”数据显示，1~10月，金寨县光伏发电量达到8.2867亿千瓦时，同比增加33.62%；已安装光储一体机的96个户用光伏电站共计月均发电量增长13.28%，17个并网改造的村集体光伏电站共计月均发电量增长6.79%。

“全民光伏的时代已经越来越近，项目虽然只是小范围示范，但应用前景十分广阔，这仅仅是个开始。”谈起项目未来，国重1.3项目课题“高渗透率分布式可再生能源集群系统集成及示范应用”负责人、安徽电力企协分会秘书长潘静充满信心。