分布式光伏与集中式光伏等新能源发电相比，分散性、随机性、间歇性更强，给电网调度运行带来一系列挑战。国网河北省电力有限公司瞄准难点，在分布式光伏装机占比较高的保定地区试点探索分布式新能源调度，走出一条有源配电网建设特色路径。
11月25日，国网河北省电力有限公司新能源装机突破2000万千瓦，达到2019万千瓦，其中集中式光伏装机786万千瓦、分布式光伏装机844万千瓦；分布式光伏装机占新能源装机的42%，超过集中式光伏装机占比。
相较于集中式光伏，分布式光伏分散性、随机性、间歇性更强，加大了电网调峰难度，对电网调度运行提出更高要求。5月份，国网河北电力以保定供电公司为试点，探索分布式新能源调度，瞄准一系列“卡脖子”难点，持续开展技术攻关，走出了一条具有河北特色的有源配电网建设路径，为整县分布式光伏建设积累了经验。
分钟级采集分布式光伏运行数据
河北南部地市中，保定分布式光伏装机占比高的特点尤为突出。2013年河北南网第一户分布式光伏在保定并网，如今保定的新能源总装机已经达到454.6万千瓦，其中分布式光伏装机233.4万千瓦，保定供电公司的分布式光伏渗透率在国家电网经营区地市级供电公司中位列第三，预计到“十四五”末，保定供电公司的分布式光伏装机将达到550万千瓦。
难题破解就从这里开始。解决分布式光伏带来的一系列难题，先决条件是实现分布式光伏运行数据的快速可观。
“分布式光伏尤其是户用分布式光伏，在客户末端的电子仪器只有一块智能电表。我们深入研究电表特性、功能，寻找破题的关键。”国网河北电力调控中心水新处处长时珉介绍，“通过尝试，我们发现利用智能电表高速电力线载波（HPLC）模块和用电信息采集系统中的对应数据，就可以获得分布式光伏的运行信息，再配合拓展主配网一体化调度控制系统的可视化功能，就实现了分布式光伏基础信息和运行数据全景监视。”
这种方式初步解决了分布式光伏运行数据“看不见”的问题，数据采集频率为15分钟一次。那么，数据采集能不能再快些？
在现有智能电表HPLC模块基础上，国网河北电力大胆创新，对配电变压器台区的集中器进行软件升级，提升对户用分布式光伏运行数据的采集频次与精度，把采集频率提升到1分钟一次。
这里面还有一笔经济账。这项技术的实施以现有的智能电表及台区设备为基础，既不用增加额外设备的投资，软件升级过程又容易操作，经济性高、快速推广性强。截至11月中旬，国网河北电力已实现保定1575户户用分布式光伏运行数据分钟级采集。目前，该公司正在保定全域推广这项技术。
为精准感知有源配电网故障后状态，国网河北电力还将电力系统同步相量（PMU）测量装置实时监测及故障状态下微秒级录波功能创新应用到分布式光伏调控中。相关人员能够通过故障录波数据清晰还原故障过程。
应用PMU测量装置后，分布式光伏涉及的故障处置平均用时从之前的3小时降为1.5小时，有效提升了故障处置效率和调度端对分布式光伏运行的掌握能力，大幅提高配网供电可靠性。
四维测算分布式光伏功率影响
分布式光伏不容易“驾驭”，还跟它“靠天吃饭”的发电特性有关。分布式光伏发电功率不像传统电源一样可以精准管控，天气是影响最大的因素。
在天气这个不可控的因素影响下，海量分布式光伏的接入给电网带来更大的挑战。电网末端的分布式光伏和用电负荷混合在一起，多重变量叠加后，预测分布式光伏功率变化对电网造成的影响更难了。
“电网安全稳定运行是一切工作开展的前提。我们在分布式光伏功率预测中，把发电功率对电网的影响作为预测的重点，而不是单纯预测发电能力。”时珉介绍。
国网河北电力建立县域分布式光伏功率预测系统，基于台区、线路、母线、变电站四个层级电网颗粒度建模，预测分布式光伏发电功率对不同层级的电网的影响。
不同于以往根据集中式光伏出力数据模拟分布式光伏出力数据的预测方法，县域分布式光伏功率预测系统依托HPLC模块采集到的分布式光伏功率数据，结合天气、电网运行管理、负荷变化等信息，预测次日分布式光伏发电电力在台区、线路、母线、变电站四个层级电网的数据。该系统采用人工智能算法，能够高效处理大量数据，同时可以结合历史数据自动修正预测结果，提高预测准确率。
10月底，县域分布式光伏功率预测系统在保定涿州投入使用，预计12月底前将在国网河北电力全面上线。该系统不但可以填补分布式光伏精准预测领域的空白，还将为电网平衡和分布式光伏消纳提供技术支撑。
批量自动控制分布式光伏并网、离网
在国网河北电力的持续努力下，分布式光伏运行数据信息获取、发电功率精准预测问题一一解决。但是，一旦遇到光伏发电满发、负荷少用、富余电量无法消纳等电力供需失衡的情况，传统调控手段无法控制分布式光伏的并网、离网，仍会影响电网安全运行。
国网河北电力再次将目光锁定在分布式光伏并网必经的智能电表。只要及时断开电表，就切断了分布式光伏并网的唯一路径。
国网河北电力贯通调度控制系统与用电信息采集系统，利用智能电表费控功能，实现远程调控分布式光伏并网、离网。这样的操作完全基于现有系统，效率高、成本低。针对设备过载、电网调峰等应用场景，进一步升级完善调度控制系统及用电信息采集系统，就能实现分布式光伏并网、离网的批量自动控制。目前，国网河北电力已能够对保定全域8.4万户分布式光伏进行远程批量控制。
并网、离网远程控制实现了分布式光伏精准控制的第一步。
10月15日，在保定徐水区太和庄村，国网河北电力利用智能融合终端，首次实现了调度侧对分布式光伏的数据直接采集、出力直接控制，减少了数据传输中间环节，提升了分布式光伏调控的实时性和可靠性。
在利用智能融合终端的同时，国网河北电力还总结出基于5G、4G等技术的柔性调节路线。“对存量分布式光伏，可以通过已有系统以近乎零成本的方式监控；对增量分布式光伏，可采用基于智能融合终端或4G到户的监控方案，实现分布式光伏输出柔性控制，进一步提升控制时效性，实现配电网运行精益化调整。”保定供电公司调控中心副主任胡文丽介绍，远期面向以新能源为主体的新型电力系统，可采用基于5G网络的监控方案，进一步提升电网对分布式光伏出力的快速调节能力，支撑大电网电压、频率的毫秒级调节。
在试点建设中，国网河北电力还开展分布式新能源承载力评估测算等工作，针对涉及分布式光伏的配网检修、应急处置、并网管理等，梳理包括调控、营销、设备、信通、安全等5个领域的22项管理意见，初步构建了以分布式光伏为主要对象的有源配电网综合管理体系。
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