国内首个整村分布式光伏涉网安全能力提升改造及验证在潍坊开展

1月22日，在山东潍坊诸城市柳家庄村，国网潍坊供电公司在国网山东省电力公司指导下，成功完成国内首个整村分布式光伏涉网安全能力提升改造并开展现场测试验证，为破解分布式光伏涉网安全难题提供了可复制、可推广的实践样本。

光伏发电是我国新能源建设的主要形式之一，分为集中式和分布式两大类，其中分布式光伏大部分安装在农村住宅、工业厂房的屋顶，通过10千伏或380伏线路并网发电，因其建设形式灵活、建设周期短、投资收益高而快速发展。然而，前期绝大多数分布式光伏设备涉网安全标准不高，在电网发生电压、频率波动时，存在大规模脱网风险，成为一个影响行业长期发展的难题。这一难题不仅在国内缺乏成熟解决方案，在全球范围内也属于行业痛点。

为破解这一全球性行业难题，国网山东省电力公司主动作为，结合全省电源结构和省内新能源发展情况，深入分析高比例新能源大电网运行风险，有力支撑能源主管部门出台了《山东省新能源和新型并网主体涉网安全能力提升工作方案》，将全量分布式光伏纳入涉网安全管理范围，系统量化了分布式光伏涉网性能改造任务、标准和时限，为全省开展工作提供了政策依据和方向指引。

大方向确定后，就要研究具体可行的分布式光伏涉网安全能力提升改造技术路线。“我们首先对不同改造方案进行了系统论证，比如考虑过直接更换分布式光伏的核心部件—逆变器，从源头防范因设备性能不足带来的风险，但初步估算，用这种方式完成全省分布式光伏的改造，仅设备成本就需要6亿至9亿元，并且大规模更换还涉及拆卸安装、系统调试等一系列复杂工程施工，不具备大规模推广的可行性。”国网山东省电力公司调控中心水电及新能源处处长秦昌龙介绍，“这条路行不通，我们就把目标放在如何挖掘逆变器本身性能，通过软件升级方式对分布式光伏逆变器涉网性能进行提升。”

国网山东省电力公司成立攻坚团队，经过集中攻关，完成了41万户、50余个品牌、1100多种型号的分布式光伏逆变器参数收集与性能摸底，在此基础上，国内首次提出了“压容比”“流容比”两项逆变器关键参数配置指标，创新提出“升级软件、不动硬件”的升级技术，依托远程更新固件等方式，以近乎零成本实现逆变器涉网性能的显著提升。

“就像给手机软件升级一样，绝大多数类型在运逆变器仅通过软件程序升级优化，就能满足或大幅趋近新国标技术要求，改造成本大幅降低。”秦昌龙表示，该方案简单方便易操作，对分布式光伏设备进行无感升级，真正实现低成本、高效率和规模化改造。

明确技术路线后，国网山东省电力公司选择在潍坊诸城市柳家庄村等村庄开展现场试点，诸城柳家庄有160户安装屋顶光伏，设备品牌多、型号杂、建设时间跨度大，正是全省分布式光伏发展的一个缩影。这次改造作为国内首个整村试点，就像是“第一个吃螃蟹”，没有先例可依、没有经验可循，国网潍坊供电公司多专业联合攻坚、积极探索，总结形成了四专、一码、四步、三关“4143”柳家庄实践经验，顺利完成改造并通过试验验证了技术路线的可行性，为全省大规模推进改造工作积累了宝贵的一线经验。

“‘4143’经验有很多，像我们开发的‘一码通’小程序，只需拍照就能一键完成逆变器参数收集，以往收集信息需要走村入户，至少需要十来天，我们在柳家庄村仅用1天就完成了整村全部160户信息采集和意愿确认，不仅效率大大提高，信息准确率也达到了100%。”国网潍坊供电公司调控中心主任赵斌财说。

除了涉网性能的提升，分布式光伏的电网调节能力也面临着更高、更具体的要求。根据国家能源局下发的新能源和新型并网主体涉网安全能力提升的通知要求，调度机构要加强统一调度管理，山东省电力市场改革文件也要求推动新能源上网电量全面进入电力市场，分布式光伏作为当前电网的主要电源必须参与调节，这就要求其具备“可观、可测、可调、可控”能力，实现秒级采集控制。但实际上，无论是通过380伏并网的户用光伏还是通过10千伏并网的一般工商业光伏，目前都是分钟级采集控制，亟需从“粗放调节”向“秒级的精准调控”突破。

对此，国网山东省电力公司先后攻克海量数据秒级处理、数据加密传输、一卡通信组网等一系列难题，针对不同电压等级并网的分布式光伏的典型场景，创新提出两条直采直控技术路线：户用光伏逆变器经“一发双收”采集控制棒至调度主站，一般工商业光伏逆变器本地组网后经采集控制单元至调度主站。

“户用光伏‘一发双收’改造，核心就是对现有逆变器的采集控制棒进行改造。”赵斌财解释道，“在保证通信安全的前提下，数据只需一次发送，就能分别传输至用户平台和调度主站，一次性满足用户实时监测和电网秒级采集控制‘双重需求’。相较原本上万元的‘四可’能力实现成本，新的技术路线将费用压降至百元级别，大幅降低了规模化推广的成本门槛。”

目前，国网潍坊供电公司已在诸城柳家庄村完成13户户用光伏“一发双收”示范改造，同时也在奥扬电投的一般工商业光伏完成直采直控改造，充分验证了两条技术路线的可行性，未来将在全省乃至全国推广。

发展新能源是国家战略，未来十年，我国新能源装机容量将再翻一番。山东是新能源大省，分布式光伏装机总量已突破6000万千瓦，成为电网的主力电源。而作为山东省新能源发展的重要阵地，潍坊共有分布式光伏13.1万户、713万千瓦，装机全省最多。此次在潍坊成功实践的分布式光伏“升级软件、不动硬件”零成本涉网性能提升技术和“一发双收”直采直控技术，不仅将原本高成本、难推动的大工程，转换为惠及电网、用户、行业的共赢举措，更成功破解了长期困扰分布式光伏发展的瓶颈问题。这是新型电力系统建设的一次重要突破，不仅将有力保障电网安全稳定运行，更有利于促进新能源高质量发展，对我国加快建设新型能源体系、推动绿色低碳转型具有重要而深远的意义。（通讯员 王晓龙 刘传良 张昊东）