本文選取進行對比分析的標準有：

（來源：微信公眾號“泰坦之家”作者：Titan）

中國光伏：

GB/T 19964-2012《光伏發電站接入電力系統技術規定》

GB/T 29319-2012《光伏發電系統接入配電網技術規定》

中國風電：

GB/T 19963-2011《風電場接入電力系統技術規定》

北美：

IEEE 1547-2018

德國：

VDE 4105-2018

VDE 4110-2017

南非：

GCCSA-2012

（一）標準適用范圍

對于接入不同電網等級的新能源電站，各國或采用不同的標準分別給出并網要求，或在同一個標準中進行分類給出不同的技術要求，如下圖：


（1）德國標準按照接入電壓等級進行分類，VDE 4110適用于接入中壓電網運行及并網點在低壓電網但公共連接點在中壓電網的新能源電站。VDE 4105適用于并網點、公共連接點均在低壓電網的新能源電站。適用于接入高壓電網的VDE 4120尚在編制中。

（2）美國標準按照接入電力系統的不同位置劃分（不考慮接入電壓等級），IEEE 1547標準明確標準適用于分布式電源接入初級或次級配電網，適用于接入輸電網或子輸電網新能源電站的并網標準IEEE P2800還在制定中。

（3）中國標準結合上上述兩種分類方法，新能源電站同時按照接入的電壓等級分類和接入位置進行分類。對于光伏電站，接380V電壓等級為1類電站，接入35kV及以上電壓等級為2類電站，接入10kV電壓等級的則需按照接入用戶側和公共電網側區分為1類和2類。風電場接入66kV及以上電壓等級，應歸屬于2類電站。

（4）南非標準新能源電站按照接入容量，選取1MVA和20MVA兩個分界點分為A、B、C三類電站，不同容量的電站分別接入不同電壓等級的電網。

根據各自標準的適用范圍，可大致將并網接入要求為兩類：

——對于容量較小且接入配用電側的新能源電站（下文簡稱1類電站），標準制定的原則以保護自身設備不損害為主，幾乎不考慮對電網的支撐作用，對發電站提出的技術指標相對較低。

——對于容量較大且接入輸電側的新能源電站（下文簡稱2類電站），標準制定的原則以維持電網安全穩定為主，對發電站提出的技術指標較高。

（二）電壓波動限值

對于1類電站，當電網電壓偏離正常運行的范圍時，新能源電站應在一定時間范圍內跳閘。跳閘一般分為快速跳閘和慢速跳閘，如下圖所示：


德國、中國、南非標準的跳閘閾值和跳閘時間固定不可調。

美國標準規定跳閘閾值和跳閘時間完全可調，以適應不同地域配電網特殊電壓波動的范圍。

但中國標準跳閘時間設置存在一定問題：跳閘時間為≤2s（非2s）。


對于光伏逆變器廠商來說，就存在一個投機取巧的設置，只要逆變器交流側電壓偏離了正常運行范圍就立即跳閘（例如0.1s跳閘），即可同時滿足4個不同電壓區域的標準要求。但這明顯違背了標準設置慢速跳閘和快速跳閘的初衷。

有學者認為，設置慢速快速跳閘因為：當電壓偏離正常值范圍較小時，逆變器需要一個較長的周期（2s）才能檢測出準確的電壓值，而當電壓偏離正常值范圍較大時，逆變器則能更快的（0.2s）檢測出電壓值。筆者認為不然。

對于測量元件來說，與頻率測量不同。元件通常只需要一個周期（50Hz對應0.02s）甚至半個周期即可準確測量當前電壓有效值。對于逆變器來說，測量+控制，10個周期已經綽綽有余，這個技術在10年前就可以實現，多給出1.8s沒有任何意義。

筆者認為，之所以設置慢速跳閘（或稱為延時跳閘），是為了使得新能源電站“穿越”由于負荷啟停造成電壓暫降暫升時期而防止誤跳閘設置的功能。這里對比德國標準尤其明顯，德國標準只有欠壓區域存在滿足跳閘的要求，正是為了躲避低壓電網大型異步電動機啟動時造成的電壓暫降問題。

標準修改建議：刪除滿足跳閘“≤”，改為固定延時。

對于2類電站，各國標準亦規定了各自正常運行的電壓范圍。當電網偏離正常工作范圍時，部分標準規定了最短運行時間（或進入電壓故障穿越區域），超出時間后，電站可根據自身的條件自行決定是否跳閘。


（三）頻率波動限值

對于1類電站，與電壓波動限值相同。跳閘一般分為快速跳閘和慢速跳閘，如下圖所示：


美國標準規定跳閘閾值和跳閘時間完全可調，以適應不同地域配電網特殊頻率波動的范圍。

德國和南非標準采用最短并網時間（頻率適應性）替代了跳閘要求，減少了由于電網頻率波動造成新能源電站跳閘的情況。

中國標準只有快速跳閘且跳閘閾值和時間固定。

對于2類電站，當并網點頻率偏離正常值時，除南非和中國標準外，其他各國標準均有沒有強制跳閘的技術要求，各國標準均要求新能源電站應能支撐一段時間后方可跳閘。


南非標準采用“反時限”頻率適應性，即電網頻率的偏移值與新能源電站維持并網時間成反比。電網頻率偏離越多，標準要求維持并網時間越短。當電網頻率嚴重偏離時，新能源電站應在短時間內跳閘。

南非標準采用“單次”和“累計”頻率適應性，即考慮了新能源電站對電網的支撐作用，又兼顧了新能源電站自身運行特性。

中國風電標準與德國標準相似，僅規定了電網頻率偏移一定范圍時，新能源電站的最短運行時間。

中國標準存在的問題：頻率適用性正常范圍過窄

對于1類電站，正常運行范圍僅為-0.5Hz到+0.2Hz，當高壓直流電路發生發生故障時，處于送端電網位置的主網頻率會發生大幅度波動，有可能直接導致分布式光伏電站大規模脫網。華東電網根據電網安全運行需要，出具了《華東區域電力安全生產委員會關于開展華東區域分布式光伏涉網頻率專項核查整改工作的通知》的文件，要求華東地區分布式光伏根據需要修改涉網頻率定值。

對于2類電站，同樣不適用于電網結構薄弱的西藏地區。2015年3月，國網西藏電力有限公司調控中心印發了《國網西藏電力有限公司調控中心關于并網光伏電站整改工作的通知》，要求各光伏發電企業按照相關規定完成整定涉網頻率參數的整改。

隨著新能源發電技術水平的不斷提高，新能源電站中的關鍵設備逆變器與風電機組的頻率適應能力的增強，部分設備已達到傳統火電/水電同步發電機的頻率適應性要求。對于光伏逆變器，其自身的頻率使用范圍很廣。據逆變器廠家反饋，相同硬件配置的逆變器幾乎可以完全適用于50Hz和60Hz的電網，只需修改相關軟件設置即可。

標準修改建議：

對于使用雙饋式風機的風電場，可根據機組自身的頻率適用性能力適當放寬頻率適應性范圍；

對于使用直驅式風機的風電場、光伏電站（無論1類和2類），頻率適應性范圍可參照GB/T 31464-2015《電網運行準則》的對傳統發電機組的技術。

（四）電壓故障穿越

電壓故障穿越是新能源電站接入電力系統的關鍵性指標，一般只對2類電站提出要求，但美國和德國標準同樣對1類電站有涉及，如下圖所示：


各國故障穿越曲線不盡相同，強行對比意義不大。但大體原則一致：即偏離正常范圍越多，標準要求維持并網時間越短。筆者初步推斷，故障穿越曲線制定的范圍還可能與如下因素相關：

保護定制：電網短路故障保護定制時間設定的越長，相同故障電壓下標準要求的電壓故障穿越時間越長，反之亦然。

電網結構：電網結構越薄弱，短路容量越小，標準電壓故障穿越要求中的高電壓穿越的最大幅值越高，反之亦然。

電網滲透率：新能源在該地域中發電量占比越高，電網對新能源電站的安全穩定支撐能要求也越高，標準電壓故障穿越要求最高/低故障電壓和穿越時間也越高，反之亦然。

電網運營商和設備制造商博弈的結果。

但目前為止：中國風電接入標準GB/T 19963和光伏接入標準GB/T 19964均沒有高電壓穿越的要求，應在標準中增加。

（五）防孤島保護

（1）對于1類電站，各國標準均要求設置防孤島保護，中國、德國標準要求保護時間為2s，美國是2s-5s連續可調，南非是0.2s。

（2）對于2類電站，各國標準對是否設置防孤島保護目前尚未有分歧。德國標準沒有要求而南非標準有要求，中國風電場接入標準未涉及，但光伏電站接入標準明確提出了防孤島保護的要求。

對于是否需要設置防孤島保護，筆者以為：因為對于設備制造商（變流器）來說，孤島檢測功能與故障穿越功能存在沖突，在一定的技術領域內無法突破。因此，筆者建議：

對于2類電站，由于自身負荷很低，幾乎不可能產生孤島現象。而且電站完全可以采用公共連接點并網開關帶動每個風電機組（光伏發電單元）出口開關聯動跳閘完美避免孤島現象。因此標準應以故障穿越為主，無需設置防孤島功能。

對于1類電站，標準應要求有孤島功能，但若1類電站具有故障穿越的技術要求，“孤島檢測時間”＞“故障穿越要求的最長時間”，方可完美實現兩種功能。