《屋顶光伏接入公用电网电能质量预评估技术规范》

T/CPSS(L)2023—006

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件由中国电源学会提出并归口。

本文件起草单位：广东电网有限责任公司电力科学研究院、四川大学电气工程学院、深圳市中电电

力技术股份有限公司、中国汽车工业工程有限公司、山东华天电气有限公司、上海电气输配电集团、浙

江君亿环保科技有限公司、海南电网有限责任公司电力科学研究院、东芝三菱电机工业系统（中国）有

限公司、安徽安大清能电气科技有限公司、南京灿能电力自动化股份有限公司、国网山西省电力公司电

力科学研究院、深圳市三和电力科技有限公司、中国电力科学研究院有限公司、南京国臣直流配电科技

有限公司、广西电网有限责任公司电力科学研究院、国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院、国网河

北省电力有限公司电力科学研究院。

本文件主要起草人：朱远哲、王玲、汪颖、王昕、孙文华、迟恩先、叶傅华、王金戈、伍智鹏、冯

进、孙贺、季建春、赵军、饶伟、卫卓、张保、周柯、董鹤楠、王磊。

本文件为首次发布。

中国电源学会团体标准征求意见稿

II

T/CPSS(L)2023—006

屋顶光伏接入公用电网电能质量预评估技术规范

1范围

本标准规定了屋顶光伏接入公用电网的总体原则和技术要求：包括评估流程、数据收集、评估方法

和评估报告等。

本标准适用于接入单点新增或扩容：20kV及以下供电系统容量小于6.3MVA或35kV供电系统容

量大于2MVA、小于40MVA的屋顶光伏接入公用电网电能质量预评估。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T156标准电压

GB/T12325电能质量供电电压偏差

GB/T12326电能质量电压波动和闪变

GB/T14549电能质量公用电网谐波

GB/T15543电能质量三相电压不平衡

GB/T17625.8电磁兼容限值每相输入电流大于16A小于等于75A连接到公用低压系统的设备

产生的谐波电流限值

GB/T19862电能质量监测设备通用要求

GB/T37408光伏发电并网逆变器技术要求

GB/T19862电能质量监测设备通用要求

3术语和定义

GB/T156—2017、GB/T12325—2008、GB/T12326—2008、GB/T14549—93和GB/T15543—2008界

定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下列出了GB/T156—2017、GB/T12325—

2008、中国电源学会团体标准GB/T12326—2008、GB/T14549—93征求意见稿和GB/T15543—2008以及本文件提出的一些术语和定义。

3.1

逆变器inverter

将直流电变换成交流电的设备。

3.2

公共连接点pointofcommoncoupling（PCC）

用户接入公用电网的公共连接处。

[GB/T14549—93定义3.1]

3.3

电能质量监测设备monitoringequipmentofpowerquality

通过对引入的电压、电流信号进行分析处理，实现对电能质量指标进行监测的专用装置。

3.4

系统标称电压nominalsystemvoltage

用以标志或识别系统电压的给定值。

[来源：GB/T156—2017，2.1]

1

T/CPSS(L)2023—006

3.5

电压偏差voltagedeviation

实际运行电压对系统标称电压的偏差相对值，以百分数表示。

[来源：GB/T12325-2008，3.4]

3.6

电压波动voltagefluctuation

电压方均根值（有效值）一系列的变动或连续的改变。

[来源：GB/T12326—2008，3.3]

3.7

谐波harmonic

对周期性交流量进行傅里叶级数分解，得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。

[来源：GB/T14549—93，3.4]

3.8

电压不平衡voltageunbalance

三相电压在幅值上不同或相位差不是120°，或兼而有之。

[来源：GB/T15543—2008，3.1]

4总体原则

4.1屋顶光伏接入PCC点的电能质量预评估，应考虑量测数据、电网等值数据、光伏数据等，量测数

据应取1天运行检测周期的95%概率值。

4.2屋顶光伏接入PCC点的电能质量预评估应考虑屋顶光伏接入可能引起的电能质量最严重的情况。

4.3基于电能质量预评估值和国标限值，评估屋顶光伏接入对PCC点电能质量的影响，指导屋顶光伏

的新增和扩容。

4.4评估机构为具备电能质量相关评估能力的专业机构，评估过程应保证数据来源的可靠性、有效性

和详实度。

4.5本标准涉及的评价指标应符合GB/T12325、GB/T12326、GB/T14549、GB/T15543的要求。

5评估流程

屋顶光伏接入PCC点的电能质量预评估流程见图1。

步骤1步骤2步骤3

中国电源学会团体标准收集数据征求意见稿电能质量预评估编制评估报告

•PCC点量测数据电压电压谐波谐波三相•相关信息

•电网等值数据偏差波动电流电压不平•电能质量预评估结果

衡评

•屋顶光伏数据评估评估评估评估•屋顶光伏新增和扩容建议

估

图1屋顶光伏接入PCC点的电能质量预评估流程

6数据收集

6.1量测数据

6.1.1所采用的数据应依据GB/T19862进行量测，量测数据包括但不限于6.1.2和6.1.2。

6.1.2屋顶光伏并网前正常运行情况下PCC点1天运行检测周期的基波电压95%概率大值、基波电

压95%概率小值、基波电流95%概率大值、基波电流95%概率小值；

6.1.3屋顶光伏并网前正常运行情况下PCC点1天运行检测周期的各次谐波电压95%概率大值、各

次谐波电流95%概率大值。

2

T/CPSS(L)2023—006

6.2电网等值数据

6.2.1屋顶光伏接入PCC点最小短路容量、供电设备容量、用户的协议容量。

6.2.2系统侧等效电压、系统侧等效阻抗、系统侧阻抗角。

6.2.3用户侧等效阻抗。

6.2.4若光伏PCC点系统侧阻抗参数未知且缺乏测量条件，按公式(1)和公式(2)简化计算。

U2

N(1)

Zg=++RXddj·····································································

S0

式中：

Zg——PCC点系统侧等效阻抗，单位为欧姆（Ω）；

UN——PCC点系统标称电压，单位为千伏（kV）kV；

S0——已知的上一级PCC点的短路容量，单位为兆伏安（MVA）MVA。

Rd——上一级PCC点和光伏并网PCC点之间线路的等效电阻，单位为欧姆（Ω）；

Xd——上一级PCC点和光伏并网PCC点之间线路的等效电抗，单位为欧姆（Ω）。

U2

N(2)

Zhg,=h++RdjhXd··································································

S0

式中：

Zh,g——PCC点系统侧h次谐波阻抗，单位为欧姆（Ω）。

6.2.5若用户侧阻抗参数未知且缺乏测量条件时，按公式(3)和公式(4)简化计算

(3)

ZRXll=+jl···········································································

式中：

Zl——用户侧等效阻抗，单位为欧姆（Ω）；

Rl——用户侧等效电阻，单位为欧姆（Ω）；

Xl——用户侧等效电抗，单位为欧姆（Ω）。

(4)

Zhl,=Rl+jhXl·········································································

式中：

Zh,l——用户侧h次谐波阻抗，单位为欧姆（Ω）。

Rl和Xl分以下两种情况简化计算：

a)中国电源学会团体标准用户消耗的总功率已知,用户侧电阻和电抗按征求意见稿公式(5)计算：

U2

=N

RPll2

Sl

··········································································(5)

2

UN

XQ=

ll2

Sl

式中：

Sl——用户侧消耗的视在功率，单位为兆伏安（MVA）；

Pl——用户侧消耗的有功功率，单位为兆瓦（MW）；

Ql——用户侧消耗的无功功率，单位为兆乏（MVar）。

b)用户消耗的功率未知,用户侧电阻和电抗按公式(6)计算：

3

T/CPSS(L)2023—006

U2

=Nξθ

RSl2tlcos

ξSt

···································································(6)

2

UN

XS=ξθsin

l2tl

ξSt

式中：

St——PCC点处供电设备容量，单位为兆伏安（MVA）；

ξ——Sl与St之比，一般情况下可取ξ=0.8；

θl——用户功率因数，可取0.9～1。

6.3光伏数据

6.3.1屋顶光伏设计参数及运行参数，包括额定电压、额定电流、最大功率点输出功率。

6.3.2标准测试条件下的光照强度、光伏系统测试功率、光伏电池温度。

6.3.3不同输出功率条件下各次谐波电流含量。

6.3.4屋顶光伏拟并网数量。

7评估方法

7.1评估采用的电路模型

评估推荐采用的屋顶光伏并网模型如附录A所示。

7.2电能质量指标计算方法

7.2.1假设条件

电能质量指标的评估计算在下述假设条件下进行：

a)三相供电电压对称，且为纯正弦波；

b)系统供电电气参数对称；

c)屋顶光伏逆变器及其用电电气参数对称。

7.2.2电压偏差评估

7.2.2.1计算工况

考虑日照充足时，屋顶光伏额定运行条件下的电压偏差。

7.2.2.2计算方法

屋顶光伏并网电压偏差指标按公式（中国电源学会团体标准7）征求意见稿计算：

UU−

δU(%)=afterN×100%·······························································(7)

UN

式中：

Uafter——屋顶光伏并网后PCC点电压评估值，按公式（8）或公式（9）计算，单位为兆伏安（kV）。

a)PCC点运行电压已知时，Uafter按公式(8)计算：

ZZ

lg(8)

UUafter=+×before∑IPV····························································

ZZlg+n

式中：

Ubefore——光伏并网前PCC点运行电压，单位为千伏（kV）；

IPV——屋顶光伏额定电流，单位为安（A）；

4

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n——屋顶光伏拟并网数量。

b)PCC点运行电压未知时，Uafter按公式（9）计算：

Z

l(9)

Uafter=()UZgg+×∑IPV··························································

ZZlg+n

式中：

Ug——系统侧等效电压，单位为千安（kV）。

7.2.3电压波动评估

7.2.3.1计算工况

考虑由于日照突变或人为启停等原因，导致屋顶光伏电源的突然减少或失去造成的电压波动。

7.2.3.2计算方法

屋顶光伏并网电压变动指标按公式（10）计算：

∆×Scos(ϕθ+)

d=PV×100%····························································(10)

Ssc

式中：

SPCC——PCC点最小短路容量，单位为兆伏安（MVA）；

φ——从PCC点看进去的电网阻抗角，单位度（º）；

θ——屋顶光伏功率因数角，一般情况下取0º；

ΔSPV——屋顶光伏功率变化量，一般情况下仅含有功功率，单位为兆伏安（MVA）。

a)计算单次最大电压变动值，取ΔSPV为光伏最大功率点输出功率，带入公式(10)计算单次最大电

压变动值。

b)估算不同时刻电压变动值，应依据不同时刻光照变化，按公式(11)计算光伏出力变化量ΔSPV,k，

带入公式(10)计算第k时刻电压变动值。光照强度按当地太阳辐照强度典型日变化曲线估算，

见附录B。

∆G

Tk,(11)

∆=SPV,knPSTC()[1−−αp(TTCk,C,STC)]·················································

GSTC

式中：

ΔSPV,k——第k时刻屋顶光伏注入功率变化量，单位为兆伏安（MVA）；

PSTC——标准测试条件下光伏系统测试功率，单位为兆瓦（MW）；

G中国电源学会团体标准STC——标准测试条件下的光照强度征求意见稿，单位为瓦每平方米（W/m²）；

ΔGT,k——第k时刻光照强度变化值，依据太阳光照强度日变化曲线估算，单位为瓦每平方米

（W/m²）；

GT,k-1——第k-1时刻光照强度，依据太阳光照强度日变化曲线估算，单位为瓦每平方米（W/m²）；

ap——功率温度系数，一般取0.005；

TC,STC——标准测试条件下光伏电池温度，单位为摄氏度（℃）；

TC,k——第k时刻光伏电池温度，可按公式(12)计算，单位为摄氏度（℃）。

(12)

TCk,=Ta,k+CGTk,·····································································

式中：

Ta,k——第k时刻环境温度，单位为摄氏度（℃）；

C——温度系数，取0.03。

7.2.4谐波电流评估

5

T/CPSS(L)2023—006

7.2.4.1计算工况

考虑光伏额定工作条件下的典型谐波发射特性。

7.2.4.2计算方法

a)PCC点谐波电流已知时，光伏并网后PCC点注入的总谐波电流按公式(13)计算：

(13)

Ih,after=∑IIhh,PV+,before································································

n

式中：

Ih,before——光伏并网前PCC点注入的总谐波电流，单位为安培（A）；

Ih,PV——光伏注入PCC点的各次谐波电流，按公式（14）计算，单位为安培（A）。

(14)

Ihh,PV=IPV×HRI,PV···································································

式中：

HRIh,PV——光伏在额定工作条件下，第h次谐波电流含有率。

b)PCC点谐波电流未知时，按公式(15)计算Ih,before，带入公式(13)计算Ih,after：

U

hg,(15)

IIh,before=hl,−·······························································

ZZhl,,+hg

式中：

Uh,g——系统侧h次背景谐波电压，单位为伏（V）；

Ih,l——PCC点其它用户注入的h次谐波电流，单位为安培（A）。

光伏并网后PCC点总谐波电流畸变率按公式(16)计算：

M

I2

∑h=2h,after(16)

THDI,after=×100%·························································

I1,after

式中：

M——所考虑的谐波最高次数；

I1,after——光伏并网后PCC点的基波电流，单位为安培（A）。

c)PCC点基波电流已知时，I1,after按公式(17)计算

(17)

II1,after=1,before+∑I1,PV·································································

中国电源学会团体标准征求意见稿n

式中：

I1,before——光伏并网前PCC点注入的基波电流，单位为安培（A）；

I1,PV——光伏注入PCC点的基波电流，单位为安培（A）。

d)PCC点基波电流未知时，I1,after按公式(18)计算

U

g(18)

II1,after=+∑1,PV·······························································

ZZlg+n

7.2.5谐波电压

7.2.5.1计算工况

考虑光伏额定工作条件下的典型谐波发射特性。

6

T/CPSS(L)2023—006

7.2.5.2计算方法

a)PCC点谐波电压未知时，光伏并网后PCC点各次谐波电压按公式（19）计算：

Z

hl,(19)

Uh,after=()UZhg,+×hg,∑Ih,PV···················································

ZZhl,,+hgn

b)PCC点谐波电压已知时，光伏并网后PCC点各次谐波电压按公式(20)计算：

ZZ

hl,,hg(20)

UUhh,after=+×,before∑Ih,PV·····················································

ZZhl,,+hgn

式中：

Uh,before——光伏并网前PCC点h次谐波电压，单位为伏特（V）。

光伏并网后PCC点总谐波电压畸变率按公式(21)计算：

M

U2

∑h=2h,after(21)

THDU,after=×100%························································

U1,after

式中：

M——所考虑的谐波最高次数；

U1,after——光伏并网后PCC点的基波电压，单位为伏特（V）。

7.2.6三相不平衡

7.2.6.1计算工况

考虑配电网仅一相接入单相光伏，以及两相分别接入单相光伏情况。

7.2.6.2计算方法

光伏并网后PCC点三相电压不平衡度按公式(22)计算：

Ua2,after

εU2=×100%

Ua1,after

·································································(22)

U

ε=a0,after×100%

U0U

中国电源学会团体标准征求意见稿a1,after

式中：

εU0——光伏并网后PCC点零序电压不平衡度;

Ua1,after——光伏并网后PCC点三相电压的正序分量；

Ua2,after——光伏并网后PCC点三相电压的负序分量；

Ua0,after——光伏并网后PCC点三相电压的零序分量。

各序分量按公式(23)计算：

2

Ua1,after1aaUA,after

1

=2(23)

Ua2,after1aaUB,after························································

3

UUa0,after111C,after

式中：

a——运算子，取ej120º。

7

T/CPSS(L)2023—006

UA,after——光伏并网后PCC点A相电压，单位为千伏（kV）；

UB,after——光伏并网后PCC点B相电压，单位为千伏（kV）；

UC,after——光伏并网后PCC点C相电压，单位为千伏（kV）。

以配电网仅A相接入单相光伏为例，说明光伏并网后PCC点三相电压计算方法。

a)PCC点运行电压已知时，UA,after按公式(24)计算，UB,after、UC,after按公式(25)计算：

ZZ

lg(24)

UUA,after=+×A,before∑IPV························································

ZZlg+n

UUB,after=B,before

·····································································(25)

UUC,after=C,before

b)PCC点运行电压未知时，UA,after按公式(26)计算，UB,after、Uc,after按公式(27)计算：

Z

l(26)

UA,after=()UZgg+×∑IPV·······················································

ZZlg+n

Z

=l×2

UB,afteraUg

ZZlg+

·······························································(27)

Z

U=l×aU

C,after+g

ZZlg

7.3评估限值

7.3.1电压偏差

应依据GB/T12325进行电压偏差越限评估，判断屋顶光伏并网后是否导致PCC点存在电压偏差越

限风险。

7.3.2电压波动

应依据GB/T12326进行电压波动与闪变越限评估，判断屋顶光伏并网后是否导致PCC点存在电压

波动与闪变越限风险。

7.3.3谐波电流

7.3.3.1应依据GB/T37408-2019、GB/T17625.8-2015对单个光伏引起的谐波电流进行评估，判断

单个光伏各次谐波电流含有率是否达标。中国电源学会团体标准征求意见稿

7.3.3.2应依据GB/T14549进行PCC点谐波电流越限评估，判断屋顶光伏并网后是否导致PCC点

存在谐波电流总谐波电流畸变率越限风险。

7.3.4谐波电压

应依据GB/T14549进行PCC点谐波电压越限评估，判断屋顶光伏并网后是否导致PCC点存在谐波

电流及总谐波电压畸变率越限风险。

7.3.5三相不平衡

应依据GB/T15543进行PCC点三相不平衡度越限评估，判断屋顶光伏并网后是否导致PCC点存在

三相不平衡度越限风险。

8评估报告

屋顶光伏逆变器电能质量预评估评估报告宜包含能重现评估的全部信息：

——屋顶光伏逆变器信息：

8

T/CPSS(L)2023—006

a)屋顶光伏逆变器名称；

b)屋顶光伏逆变器容量；

c)屋顶光伏逆变器台数；

d)屋顶光伏监测数据。

——电网侧信息：

a)接入点处的电压等级；

b)接入点是否安装电能质量监测装置；

c)接入点是否有其他屋顶光伏；

d)接入点在接入屋顶光伏前各项电能质量指标监测值（如有）。

——电能质量评估结果

a)屋顶光伏逆变器并网各项电能质量指标预评估值；

b)屋顶光伏逆变器并网各项电能质量指标预评估值是否越限。

典型屋顶光伏接入公用电网电能质量预评估案例见附录C；屋顶光伏接入公用电网电能质量预评估

结果记录表可参考附录D。

中国电源学会团体标准征求意见稿

9

T/CPSS(L)2023—006

A

A

附录A

（资料性）

屋顶光伏并网基本模型

屋顶光伏并网评估模型如图A.1所示。

Zg

IPV

+++

UgUlZlUPV

---PV

图A.1屋顶光伏并网电能质量评估模型

图A.1中Ug、Zg分别为电网的等效电势和等效阻抗，Ul、Zl分别为负荷电压和阻抗，UPV、IPV分别

为屋顶光伏的电压和电流值。

中国电源学会团体标准征求意见稿

10

T/CPSS(L)2023—006

B

B

附录B

（资料性）

太阳辐照强度日变化曲线

晴天太阳辐照强度日变化曲线见图B.1。

1200

2

m

/

W

800

/

度

强

400

照

辐

0

036072010801440

时间

/min

图B.1晴天太阳辐照强度日变化曲线

多云天气太阳辐照强度日变化曲线见图B.2。

1200

2

m

/

W

800

/

度

强

照400

辐

0

036072010801440

中国电源学会团体标准征求意见稿时间

/min

图B.2多云天气太阳辐照强度日变化曲线

11

T/CPSS(L)2023—006

C

C

附录C

（资料性）

屋顶光伏接入公用电网电能质量预评估案例

C.1量测数据

量测数据见表C.1，电网等值数据见表C.2，拟并网光伏数据见表C.3。

表C.1量测数据

基波电压(V)谐波电压(V)谐波电流(A)

A相B相C相5次谐波7次谐波…5次谐波7次谐波…

95%概率大值601259975908203.0175.85-12.1321.334-

95%概率小值585358015761------

表C.2电网等值数据

额定电压最小短路容量供电设备容量用户协议容量用户功率因数系统阻抗角

10kV270MVA50MVA50MVA0.98580°

表C.3拟并网光伏数据

额定额定最大功率点标准测试条件下的光标准测试条件下的各次谐波电流含有率

台数

电压电流输出功率照强度电池温度5次7次…

10kV150A3MVA1000W/m²25℃2%1.5%-10

C.2电网等值数据计算

系统侧基波等效阻抗值的计算见公式（C.1）。

22

UN(10kV)

Zg===j0.37························································(C.1)

S0270MVA

系统侧5次谐波等效阻抗值的计算见公式（C.2）。

U2(10kV)2

N(.2)

中国电源学会团体标准Zh5,g==×=征求意见稿5j1.85····················································C

S0270MVA

用户侧基波等效阻抗值的计算见公式（C.3）。

(.3)

ZRXll=+=jl2.46+j0.43··························································C

公式（C.3）中，Rl和Xl计算见公式（C.4）

22

UN(10kV)

RSl=ξθtlcos=×0.8×50MVA×0.985=2.46

22(0.8×50MVA)

ξSt

························(C.4)

22

UN(10kV)

XS=ξθsin=×0.8×50MVA×0.173=0.43

l22tl(0.8×50MVA)

ξSt

用户侧5次谐波等效阻抗值的计算见公式（C.5）。

12

T/CPSS(L)2023—006

(.5)

Z5,ll=R+jhXl=2.46+×5j0.43=2.46+j2.15··········································C

C.3电能质量指标预评估

C.3.1电压偏差

屋顶光伏并网后A相电压预评估值的计算见公式（C.6）。

ZZlg

UUafter=+×before∑IPV

ZZlg+n

j0.37×+(2.46j0.43)

=（6012VV×0.985+j6012×0.173）+××10150A····················(C.6)

j0.37++(2.46j0.43)

=+=∠5997j1570V619914.67V

屋顶光伏并网后A相电压偏差预评估值的计算见公式（C.7）。

UU−6199V−10kV/3

δU(%)=afterN×=100%×=100%7.36%···························(C.7)

UN10kV/3

C.3.2电压波动

附录B中为光伏拟并网区域多云天气下典型太阳辐照强度曲线。可知，光照强度在第800min时刻变

化最大，第800min前后光照强度分别为1070W/m²和345W/m²，且第800min时刻环境温度为18°C。则

第800min光伏电池温度见公式（C.8）。

TCk,=+=×Ta,kCGTk,18+0.031000=48C···············································(C.8)

则第800min时刻PCC点单相可能具有最大的电压变动值见公式（C.9）。

∆GTk,

∆SPV,k=nPSTC()[1−−αp(TCk,TC,STC)]

GSTC

1070W/m2−345W/m2

=××103MVA()×[1−×0.005(48C−25C)]····················(C.9)

1000W/m2

=19.25MVA

则屋顶光伏并网后电压波动预评估值见公式（C.10）。

∆×Scos(80+0)19.25MVA×0.174

d=PV×=100%×=100%1.24%·······················(C.10)

Ssc270MVA

C.3.2中国电源学会团体标准谐波电流征求意见稿

屋顶光伏并网后其注入电网的5次谐波电流预评估值见公式（C.11）。

(.11)

I5,PV=×IPVHRI5,PV=×10150A×=2%3A···········································C

屋顶光伏并网后PCC点注入的总谐波电流预评估值见公式（C.12）。

(.12)

I5,after=∑II5,PV+=×5,before103A+12.13A=42.13A···································C

n

C.3.3谐波电压

屋顶光伏并网后PCC点5次谐