国内外光伏发电站并网技术标准对比研究

曹 哲，赵思真，魏小淤，袁智强

(1.上海电力设计院有限公司，上海 200025；2.上海太阳能科技有限公司，上海 201108)

国内外光伏发电站并网技术标准对比研究

曹 哲1，赵思真2，魏小淤1，袁智强1

(1.上海电力设计院有限公司，上海 200025；2.上海太阳能科技有限公司，上海 201108)

针对光伏电站并网设计，分别就中国国家标准和IEEE(电气和电子工程师协会)相关标准、IEC(国际电工委员会)相关标准进行对比，通过分析中国国内标准之间、中国标准和国际标准间差异，以期促进我国熟悉和应用国外标准，学习国外标准的先进性，推进中国标准国际化，以及提高我国新能源行业的设计、建设与管理水平，并对我国光伏电站设计标准未来在国际标准中占有一席之地提供帮助。

光伏；并网；标准；对比。

近年，光伏发电技术在国内大力推广，大量光伏发电工程在全国范围内的开展，促成了光伏电站设计标准的制定，正逐步形成一套较为完整的技术标准体系，对我国光伏电站的发展起到了常重要的作用。

光伏发电技术由国外引进，国际上一些标准协会或科技学会组织如ISO、IEC及IEEE，其标准或推荐性导则在工程技术领域中享有主要的权威地位。

国内现行标准主要根据国内实际情况，并参照相关领域规程规范编写，与国际标准有所不同，而新能源发电相对传统发电技术，属于新兴的市场，竞争激烈，因此有必要开展相关国内标准与国际标准和国外先进标准的比较研究，以促进我国熟悉和应用国际的标准，学习国外标准的先进性，推进中国标准国际化。

1 对比标准概述

我国于2005年发布了第一版GB/Z 19964—2005《光伏电站接入电力系统的技术规定》，2006年发布的GB/T 20046—2006《光伏(PV)系统接口特性》，等同采用了国际标准IEC 61727—2004《Photovoltaic systems –Characteristics of the utility interface》。随着对光伏电站大规模建设与发展，国家标准化管理委员会于2012年分别发布了《光伏发电站设计规范GB 50797—2012》、《光伏发电站接入电力系统技术规定GB/T 19964—2012》和《光伏发电系统接入配电网技术规定GB/T 29319—2012》三本标准，用以规范和指导光伏电站的建设与发展。

IEEE标准无针对光伏电站设计的规范，但在IEEE 1547系列标准中《分布式电源并网标准》对分布式电源并网提出了详细的技术要求，IEEE 1547系列标准对并网型分布式电源和微电网接入电网提出了技术要求。

IEC 61727—2004《光伏系统 电网接口特性》适用于容量在10 kVA或以下的低压并网型光伏系统。我国标准《光伏(PV)系统接口特性 GB/T 20046—2006》等同采用该标准，仅对原文关于频率异常响应做了些许修改。目前由于新的标准《GB/T 29319—2012》启用，GB/T 20046—2006已较少使用。

本文国内、国际标准分别选择GB 50797—2012、GB/T 19964—2012、GB/ T 29319—2012、IEEE 1547—2003和IEC 61727—2004进行对比。

2 中国标准技术要求比较

2.1 适用范围

GB 50797—2012早于GB/T 19964—2012和GB/T 29319—2012发布，GB 50797—2012适用于所有光伏电站，GB/T 19964—2012和GB/T 29319—2012以电压等级及并网点资产归属区分，各标准适用范围见表1。GB/T 19964—2012适用于所有35 kV及以上电压等级并网或10 kV并入公共电网的光伏电站，GB/T 29319—2012适用于所有380V电压等级并网和10(6) kV并入用户侧电网的光伏电站。由此，GB 50797—2012适用范围与GB/T 19964—2012和GB/T 29319—2012存在交叉。

表1 国标适用范围对比

2.2 无功配置与电压调节

国内标准对光伏电站无功配置及电压调节运行范围作了要求，见表2。对于10 kV～35 kV电压等级并网的光伏电站，各标准对功率因数调节范围要求相同，对于小型光伏电站，GB 50797—2012不要求光伏电站输出功率因数连续可调，只要求功率因数在某一范围即可，GB/T 29319—2012要求功率因数在超前0.95～滞后0.95范围内连续可调，较GB 50797—2012要求高。

2.3 电能质量

各标准对光伏电站并网后电能质量的要求一致，均参考现行国标。电压偏差应满足GB/T12325的要求，电压波动和闪变应满足GB/T12326的要求，谐波范围应满足GB/T14549和GB/T24337的要求，电压不平衡度应满足GB/T15543的要求。

2.4 异常响应

当电网发生异常后，国内标准对光伏电站均运行提出了要求，见表3。对于大型光伏电站，GB 50797—2012与GB/T 19964—2012均要求其如图1具备低电压穿越能力，但GB 50797—2012未对图1中T1、T2、T3设定数值，而GB/T 19964—2012分别设定为0.15 s、0.625 s和2 s。对于小型光伏电站，GB 50797—2012与GB/T 29319—2012在部分电压区间对光伏电站最大分闸时间上要求不同，当U＜50%UN时，GB 50797—2012要求光伏电站分闸时间为0.1 s，GB/T 29319—2012要求为0.2 s；当135%UN≤U时，GB 50797—2012要求光伏电站分闸时间为0.05 s，GB/T 29319—2012要求为0.2 s。此外，GB 50797—2012未对光伏电站异常脱网后恢复并网未提出具体要求。

表2 国标对无功配置及电压调节要求对比

表3 国标对异常响应要求对比

图1 光伏电站低电压穿越曲线

表4 电压异常响应(GB 50797—2012 小型光伏电站)

表5 电压异常响应(GB/T 19964—2012)

表6 电压异常响应(GB/T 29319—2012)

表7 频率异常响应(GB 50797—2012)

2.5 孤岛保护

国内各标准对孤岛保护规定见表8。对于大中型光伏电站，GB 50797—2012和GB/T 19964—2012均未对光伏电站孤岛保护作规定；对于小型光伏电站，和GB/T 29319—2012要求相同。

表8 国标对孤岛保护要求对比

3 中国标准与国际标准比较

3.1 适用范围

IEEE 1547—2003适用于容量在10 MW及以下的同步发电机、感应电机以及逆变型发电设备。

IEC 61727—2004适用于容量在10 kVA或以下的低压并网型光伏系统。

上述两项标准所适用的光伏电站规模较小，与之对应的国标为GB/T 29319—2012。

3.2 电压无功调节

国内外标准对光伏电站电压无功调节规定见表9。对于无功配置，国内标准要求光伏系统功率因数在超前0.95～滞后0.95范围内连续可调，IEC 61727仅要求当输出大于逆变器额定输出功率的50%时，光伏系统的滞后功率因数大于0.9，IEEE 1547—2003未作明文规定；国内标准要求光伏发电站应具备参与电网电压调节的能力，而IEEE 1547—2003和IEC 61727—2004不要求光伏电站参与电网电压调节。

表9 电压无功调节的要求对比

3.3 电能质量

对于电能质量，国内外均有相关的标准予以规定，本文不详列。

3.4 异常响应

对于异常响应，国内外标准规定见表10～表13。国标、IEEE 1547—2003和IEC 61727—2004均在电网电压、频率发生异常时，对光伏或分布式电源提出响应要求，各规定基本相同，仅在具体定值上有所不同。对于电网异常后恢复并网，各标准要求基本一致。

表10 异常响应的要求对比

表11 Interconnection system response to abnormal voltages (IEEE 1547—2003)

表12 Response to abnormal voltages(IEC 61727—2004)

表13 Interconnection system response to abnormal frequencies(IEEE 1547—2003)

3.5 孤岛保护

国内外标准均对光伏电站并网后孤岛保护提出了要求，见表14。各标准要求基本一致，均要求检测到孤岛后光伏电站在2 s内停止向电网送电。

表14 孤岛保护的要求对比

4 结论

(1)我国光伏电站设计标准体系基本形成，国外尚未发现针对光伏电站设计的技术标准，在标准体系完善程度方面，我国走在国际前列。

(2)国家标准GB 50797—2012与 GB/T 19964—2012 、GB/T 29319—2012在部分技术要求不一致，这给设计人员带来了一定困惑。考虑到GB/T 19964—2012 和GB/T 29319—2012较GB 50797—2012发布晚，且是针对光伏电站并网技术要求的专门规范，因此，规范间要求不一致的条款，建议参考GB/T 19964—2012和GB/T 29319—2012。

(3)对于光伏电站并网技术要求，我国标准与国外相关标准基本一致，只是在部分细则上与国外标准稍有偏差，基本适用于国外工程的应用。

[1] GB 50497—2012，光伏发电站设计规范[S].

[2] GB/T 19964—2012，光伏发电站接入电力系统技术规定[S].

[3] GB/T 29319—2012，光伏发电系统接入配电网技术规定[S].

[4] IEEE 1547—2003，IEEE Standard for Interconnecting Distributed Resources with Electric Power Systems [S].

[5] IEC 61727—2004，Photovoltaic systems –Characteristics of the utility interface [S].

Comparation between Domestic and International Standards Grid Connection Techniques of PV Power Station

CAO Zhe1, ZHAO Si-zhen2, WEI Xiao-yu1, YUAN Zhi-qiang1
(1.Shanghai Electric Power Design Institute.Co.Ltd,, Shanghai 200025, China; 2.Shanghai Solar Energy S&T Co., Ltd., Shanghai 201108, China)

For finding difference technical requirements of photovoltaic power plant connecting to power system，this paper compared Chinese national standards with IEEE standards and IEC standards respectively. By analyzing the differences，we ecpect to improve the design、construction and management level of China's new energy industry.Meanwhile，we wish to help Chinese photovoltaic power plant design criteria to take a place in the international standards in the future.

PV; connecting to power system; standards; comparation.

TM615

B

1671-9913(2017)03-0065-05

2015-01-04

曹哲(1988- )，男，江苏人，硕士，研究方向为电网规划、运行分析等。