高滲透率光伏接入的配電網規劃設計（簡體書）

能源是經濟社會發展的重要物質基礎，自人類進入工業社會以來，能源工業飛速發展，有力推動了全球經濟社會朝現代化邁進的步伐。在此過程中，煤炭、石油等傳統化石能源的大規模開發利用，導致資源緊張、環境污染、氣候異常等問題日益嚴峻，已經危害到人類社會的可持續發展。黨的十八大做出了“推動能源生產和消費革命，控制能源消費總量，加強節能降耗，支持節能低碳產業和新能源、可再生能源發展，確保國家能源安全”的能源發展總體部署。習近平總書記在2014 年中央財經領導小組第六次會議上明確提出了“四個革命、一個合作”的重大能源戰略思想，並在黨的十九大上再次強調“推進能源生產和消費革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系”。
在此背景下，以太陽能、風能為代表的新能源得到了大規模的開發利用，特別是在一次能源資源稀缺的東部區域。以浙江為例，2020 年年末全省新能源裝機容量達到1943 萬kW，比“十二五”末增長4 倍，占全省裝機總規模的19%。其中又以太陽能光伏發電占據絕對主導地位，容量1517萬kW，占比接近80%。“3060”碳減排承諾出臺後，太陽能、風力發電又將迎來新一輪的爆發增長。太陽能發電多以分散分布形式接入配電網，其規模的迅速擴張，加速了傳統單向無源配電網絡向新型有源多向配電網絡的轉變，其規劃設計、建設運行、檢修維護等環節都陸續出現了新的問題和挑戰，需要研究應對，諸如新能源消納評估、“源- 網-荷- 儲”協同、分布式發用電平衡等。
從當前能源電力發展的總體趨勢看，高滲透率太陽能光伏接入配電網將作為一個典型場景得到廣泛的推廣應用。為了適應國家能源安全戰略要求，推動網源協同發展、推動電網提質增效，促進安全高效、清潔低碳的能源體系建設，國網浙江電力根據中國電力教育協會開展《配電網建設改造行動計劃》教材編制相關部署，總結前一階段推進太陽能發展有關工作的經驗，組織編制了《高滲透率光伏接入的配電網規劃設計》，以供基層一線配電網規劃設計人員培訓與學習使用。
由於編寫人員水平有限，本書難免存在不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。

編寫組
2021 年1 月

前言
第1 章 概述 1
11 光伏發展能源戰略 1
12 全球光伏發展現狀與發展能力 3
13 考慮光伏接入的配電網規劃方法研究 7
第2 章 高滲透率光伏接入的配電網規劃場景定義與影響分析 12
21 光伏接入場景的基本指標 12
22 場景縮減技術與典型場景分析 21
23 光伏接入對配電系統的影響 27
第3 章 高滲透率光伏接入配電系統負荷預測與電力平衡 39
31 高滲透率光伏接入場景下的負荷預測主要內容 39
32 高滲透率光伏接入場景下的電量需求預測 42
33 高滲透率光伏接入場景下的電力預測 49
34 高滲透率光伏接入場景下的電力電量平衡 59
第4 章 高滲透率光伏接入配電網場景網絡規劃 61
41 分層分區規劃原則 62
42 高壓配電網變電站規劃 63
43 中壓配電網配電變壓器規劃 68
44 光伏接入的典型方案設計 73
45 計及光伏接入影響的網架規劃 81
46 無功補償裝置配置 86
第5 章 計及光伏影響的系統繼電保護配置 91
51 高滲透率光伏接入場景的繼電保護配置原則 91
52 光伏電源並網繼電保護配置 93
53 光伏電站繼電保護及安全自動裝置配置典型案例 101
第6 章 高滲透率光伏電站配電自動化及通信 105
61 高滲透率光伏接入場景下的配電自動化規劃 105
62 高滲透率光伏接入場景下的通信網規劃 108
第7 章 高滲透率光伏接入配電網規劃電氣計算與校核 113
71 潮流計算 113
72 短路計算 123
73 可靠性計算 131
74 電能質量 149
75 仿真工具 153
第8 章 考慮源 − 網 − 荷協調的光伏消納與檢驗 175
81 光伏消納能力檢驗 175
82 光伏接入配電網技術評估與指標分析 183
第9 章 考慮光伏能源的配電網規劃新方法 192
91 柔性規劃方法 192
92 風險規劃方法 194
93 主動配電網規劃方法 195
94 含儲能裝置的微網多適應規劃方法 196
附 錄 光伏相關的標準、規範、導則 201
參考文獻 205