江西省光伏扶贫接网工程问题分析与对策

杨 磊，范瑞祥，王文彬，吴 越

（1.南昌大学信息工程学院，江西 南昌 330031；2.国网江西省电力有限公司电力科学研究院，江西 南昌 330096；3.国网吉林省电力有限公司，吉林 长春 130000）

0 引言

2016年10月，国家能源局、国务院扶贫办两部委联合下发了《关于下达第一批光伏扶贫项目的通知》[1-2]，扶贫项目覆盖了包括江西省在内的全国14个省份，可为约55万个建档立卡贫困户每年每户增收不低于3 000元。其中，江西省共有3个扶贫项目，将帮扶贫困户10.3万户。在具体项目上，这些电站场址分布在赣州、抚州、萍乡、吉安、上饶和鹰潭。地方政府作为经营主体，负责组织筹措资金。

光伏扶贫是新时期、新背景下探索农村扶贫创新和长效机制的重要探索，也是精准扶贫理念下开展农村扶贫工作的有益延续，更是在扶贫领域落实十八届五中全会“创新、协调、绿色、开放、共享”理念的重要形式。光伏扶贫，自诞生以来被认为是光伏与扶贫的完美结合，对国家扶贫渠道的探索具有开拓意义[3-4]。

随着江西光伏扶贫工程的不断展开，其出现的各种问题也引起人们的极大关注，本文从工程实施、设备运行等方面对江西光伏扶贫工程中出现的问题做了详细分析，并对出现的问题提出了相应的解决措施，为后继开展更为深入的研究提供借鉴与参考。

1 江西光伏扶贫工程接入现状分析

江西地处中亚热带湿润季风气候。气候温和，雨量充沛，光照充足，四季分明，夏冬长，春秋短。太阳能年均总辐射量在4006-4736MJ/m2之间，全省平均为4458.5MJ/m2，按照中国气象局制定的太阳能资源评估标准，江西省为太阳能资源丰富带，可进行一定规模的开发利用。

国家能源局与国务院扶贫开发领导小组办公室于2016年10月17日联合发文国能〔2016〕280号《国家能源局国务院扶贫办关于下达第一批光伏扶贫项目的通知》，江西省第一批光伏扶贫项目计划建设光伏电站规模为620MW，其中集中式电站80MW，村级电站（含户用系统）规模540MW，惠及10.3万贫困户。

根据国网江西省电力有限公司发展策划部统计数据，截至2017年7月江西省光伏扶贫项目已并网容量941MW，其中村级电站（含户用系统）规模831MW，集中式电站110MW。

结合江西省第一批光伏扶贫工程接网容量来看，如图1，并网容量较大地区为赣州、赣东北地区等电网结构较为薄弱的地区，在农村薄弱电网实施光伏扶贫工程的规模化接入将对电网造成不容忽视的影响。

图1 江西省第一批光伏扶贫工程接网容量分布

2 江西光伏扶贫工程目前存在的问题

由于时间紧、任务重，对相关政策与标准理解不够深入，光伏扶贫接网工程实施过程中暴露出诸多问题。主要梳理如下：

1）部分县区扶贫工程偏离规划较为严重。部分由于资金未到位，扶贫项目无法及时实施；部分由于光伏扶贫工程选址不合理，变更较大；还有部分市县因地区电网消纳原因，不建议推进光伏扶贫工程。无法执行光伏扶贫工程原来规划，光伏扶贫工程规划造成了影响。如吉安部分县区风电和光伏开发利用步伐较快，但由于电力负荷增长缓慢，电网承受能力不强，电力消纳矛盾较为突出，因此光伏扶贫工程推进缓慢；

2）部分用户接网工程未执行设计评审环节。由于光伏扶贫接网工程时间紧，任务重，经费缺。部分县公司户用工程未开展正式设计，仅凭现场经验手工绘图，也未经正式评审，给后期运维留下安全隐患。此外，现有国家、行业标准并未针对光伏扶贫项目提出详细具体的设计方案，典型设计难以推进，为后续光伏扶贫工程建设及电网安全运行带来困扰；

3）施工质量偏低。农村地区相关人才缺乏，施工安装缺乏规范性和专业化标准，造成施工质量偏低，存在安全隐患。如部分光伏扶贫工程屋顶光伏电池板引流线布置、走向和工艺不规范，大部分引流线未进行防护即直接连接到逆变器，所有的引流线全部捆在一起，没有安全距离，在高温情况下容易引起着火；

4）缺乏专业的竣工验收环节。光伏扶贫工程竣工验收是保障工程质量与效益的关键。目前验收主要由政府各部门、供电公司和厂家参加，既缺乏细致的技术要求，又缺乏专业的技术人员，存在把关不严的问题，为后期光伏扶贫工程运维造成较大的隐患；

5）扶贫工程发电效率偏低。由于光伏发电设备质量不过关、对光伏发电设备缺乏监控与运维手段，导致大量光伏扶贫工程发电效率较低。部分地区同期光伏扶贫工程相比成熟商业光伏工程发电效率甚至低20%以上；

6）光伏扶贫项目接入后造成的电能质量问题突出。光伏扶贫工程发电功率如果无法就地消纳，将会导致线路电压偏高、台区出口电压偏高，从而影响用户正常用电，严重者甚至可能烧毁用户家用电器，也可能导致光伏逆变器高电压闭锁从而影响发电效益。以抚州乐安县为例，抚州乐安县已有44个台区接入光伏，接入总容量1850kW，平均每个台区接入42.05kW，且主要为单相接入。光伏接入后且天气晴好时段，平均电压合格率降低1.51%，越上限率提高1.41%，且越限时间主要为白天光伏发电时段，平均最高电压值为250.86V。典型台区出口电压、电流曲线图如图2～图7所示。

图2 瑶江上三相公变出口电压曲线

图3 瑶江上三相公变出口电流曲线

图4 敖溪东林坪三相公变出口电压曲线

图5 敖溪东林坪三相公变出口电流曲线

图6 金竹塘湾三相公变出口电压曲线

图7 金竹塘湾三相公变出口电流曲线

对以上截图进行分析：瑶江上台区A、B、C三相均接入了户用光伏，在白天强日照情况下，出现A、B、C三相电压同时越限情况；敖溪东林坪台区B、C两相均接入户用光伏，该配变为Yyn0型，由于中性点偏移，在白天强日照情况下，仍出现A、B、C三相电压同时越限情况；金竹塘湾台区为单相光伏接入，配变为Yyn0型，仍出现了两相同时越限的情况。以上可以看出，光伏扶贫项目接入方式多样，电压越限的形式也不可一概而论，通过变压器调挡方式并不一定能全面解决。

3 江西光伏扶贫工程问题解决方法举措

为解决江西光伏扶贫工程存在的问题，本文从规划设计、验收、运维三个环节出发，清晰指明建设单位、供电公司和运维单位开展规划设计等各环节工作，使江西省光伏扶贫工程做到“统一标准，打造样板，保证质量”。

3.1 规划设计

从便于光伏扶贫工程运维，电网投资角度，电能质量监测角度考虑，采用集中式接入都是非常有优势的，在评审接入系统方案时建议优先选择集中式接入。本文推荐以下3种接入方案：

1）专用柱上变压器集中接入。该方案适用于

装机总容量为80～400kW、集中接入、集中计量、全部上网的分布式光伏项目，采用1-3回线路将分布式光伏电源接入10kV专用柱上变压器380V母线，变压器不接用户负荷。本方案适用于村级电站接入，该种接入方式建议配置低压SVG，用于平滑调节出口电压；

2）公用柱上变压器低压专线接入。该方案适用于装机总容量20～80kW、集中接入、集中计量、全部上网的分布式光伏项目，采用1回线路将分布式光伏电源接入10kV柱上变压器380V母线；

3）低压公共电网分户接入。该方案适用于装机总容量不宜超过8kW、电压等级为220V（380V）、全部上网的分布式光伏项目，采用1回线路将分布式光伏电源接入公用220V（380V）线路。

以上三种接入方案接入前均应对分布式光伏接入容量和电能质量进行评估，接入系统方案需结合电网规划、分布式电源规划，按照就近分散接入、就地平衡消纳的原则进行设计。工程实践中，光伏扶贫工程接网前应开展入网评估工作，结合当地电网情况，选取1-3种接入方式。考虑集中运维管理和集中消纳的问题，建议主要采用方案1实施，配合采用方案2、3。

3.2 验收

3.2.1 接网工程验收

工程验收前应提交相关技术资料和文件，如工程竣工图、设备安装记录、有关的交接试验报告及协议和文件等。

工程验收时应重点检查的内容有：1）电杆所采用的横担、金具、绝缘子的规格符合设计要求，施工安装质量是否符合规定；2）导线的规格、连接、固定、弧垂、相间距离、对地距离、交叉跨越距离及其他物体的接近距离是否符合典型设计要求；3）拉线的制作和安装是否符合固定、安装保护管；4）电气设备外观应完整无缺损，充油设备无渗漏油现象，并安装配套绝缘护罩；5）接地电阻是否满足不大于10Ω要求；6）配电变压器二次侧电压是否合格；7）沿线路的清障工作是否完成；8）线路设备路名、杆号、表位号及警告标志是否齐全。

工程验收完成前需进行交接试验，需用绝缘电阻表对各线路的阻值进行测量，要求10kV架空绝缘线路测量阻值不低于1000MΩ，低压架空线路阻值不低于0.5MΩ。

3.2.2 主要光伏发电设备验收

光伏组件倾斜角偏差不能超过1°，连接数量和路径应符合设计要求。光伏组件进行组串连接后应对光伏组件串的开路电压和短路电流进行测试，同一光伏组件或光伏组件串的正负极不应短接，光伏阵列的绝缘电阻应符合设计要求。

逆变器应可靠接地，与基础及支架间需牢固连接，交流侧接口处应有绝缘保护，通风处理、安装高度、水平度需符合设计要求，所有绝缘和开关装置及散热风扇均需正常工作。

3.3 运维

3.3.1 接网设备运维

需对电表、空开、台变、导线进行监控及维护。供电公司人员可通过用电信息采集系统对光伏扶贫工程用电电量进行监测，发现电量异常后，指派供电所运维人员现场查看电表情况及空气开关状态；通过PMS2.0对配变出口电压及负载情况进行监测，对于高、低电压及重过载情况及时上报，通过运维立项手段进行处理；加强日常巡视，查看导线无断股、损伤、烧伤、腐蚀的痕迹，绑扎线无脱落、开裂，连接线夹螺栓应紧固，连接部位需良好，无过热变色和严重腐蚀现象，导线的线间距离、导线与拉线、电杆或构件的距离需符合规定，导线上无抛扔物，架空绝缘导线无过热、变形、起泡现象。

3.3.2 光伏发电设备运维

光伏发电系统的运维应保证系统本身安全，确保各部件正常运行，运维人员在故障处理之前需做好安全措施，并做好运维记录。

定期对光伏组件进行清洁及巡视，检查外露的导线有无绝缘老化、机械性损坏，有无人为对组件进行遮挡情况，若存在玻璃破碎或接线盒变形、扭曲、开裂、烧毁等情况，应及时调整或更换光伏组件，若发现严重故障，应立即切断电源，及时处理，需要时及时联系厂家；定期检查逆变器各部分的接线有无松动现象，逆变器功率、状态、发电量和并网运行等指标是否能正常查询，逆变器上的警示标识是否完整无破损。

4 结语

1）光伏扶贫工程在全国范围内取得了巨大进展，江西省作为光伏扶贫重点省份，光伏扶贫工程的开展不仅可以有效保护环境，而且也将增加贫困户的收益；

2）分布式光伏接入引发的电能质量和安全问题必须引起高度重视。电能质量方面高电压问题较为突出，安全方面包括因过载、施工安装或设备质量问题引发的运行风险；

3）分布式光伏接入过程中必须加强技术把关；

4）分布式光伏接入工作必须从源头抓起，采取差异化整治策略。由于电压等级、接线方式、接入容量、调控手段等方面的差异，分布式光伏接入引发问题的表现形式也各有差异，要有效解决必须从源头抓起，重点加强设计评审和接入评估，将问题解决在初始阶段。对于接入后产生的问题需开展差异化分析，用不同的技术手段针对性解决各类问题。