试论配电网供电电压中分布式光伏发电的影响

试论配电网供电电压中分布式光伏发电的影响

刘小芝

四川苏源环保工程有限公司江苏分公司江苏南京210000

【摘要】接入配电网之后的分布式光伏发电将会产生许多影响。本文主要阐述了配电网供电电压中分布式光伏发电前后的电压分布特点、负荷节点，探讨了分布式光伏发电输出功率变化所产生的电压波动评价指标、分析方法以及接入不同点对馈线电压变化的影响。

【关键词】配电网；分布式光伏发电；电压波动；电压分布

一分布式光伏发电对配电网供电电压的影响

（一）对稳态电压分布的影响

在稳态运行的状况下，以往的配电网沿着馈线潮流进而使得电压逐渐下降，由潮流分布的情况决定了电压的分布状况。如果电源中负荷消耗功率发生改变或者是注入功率，则每个节点的稳态电压也会随之发生改变，引发闪变或者电压波动。PV自身的输出功率、启动停止都将会对配电网供电电压质量带来严重的影响，PV一般不稳定，输出功率会因为温度、日照而产生变化，甚至还会出现经常性的启动停止状况。虽然根据有关规定，PV在配电网电压调节方面不应当积极参与，但是接入PV必然会变化馈线中传输功率的方向以及大小，进而对稳态电压分布情况产生影响。

1.接入PV前

配电网中馈线上每个节点的电压向量图如图二所示，其中第M节点与第（M-1）节点的电压向量差为，代表的是节点上电压变化量、横向分量、纵向分量。以节点向着用户的方向为功率的正方向，反之则为负。

2.接入PV后。POC以及之前节点电压变化状况，当0<M≤P时，将会减少线路传输功率，因此当PV运行到最大功率时，输出功率因素1，所以得出公式：

由此可知，接入PV之后，配电网各个节点电压水平得到了明显的提升，主要与接入PV的位置、负荷大小、线路参数等内容有关系。接入PV之后，POC之后节点电压变化状况，得出公式：。

综上，在配电网中接入PV之后，将会使得馈线每个节点水平得到明显提升，尤其是POC点，或许会成为最高电压点。从首部往末端看，主要有缓慢降低、降低后提高再降低、先提高再降低三种分布状况。

（二）产生的电压波动

电压波动，即是指电压方均根值（有效值）一系列的变动或连续的改变，以百分比的形式来表示额定电压值。接入PV之后，提升了馈线每个节点的电压水平。评估电压波动，以POC点作为评估点，分析PV接入配电网前后POC电压改变情况以及影响，在稳态运行状况之下，如图三所示：

通过图三，得出相应的电压变动值d=。由此公式可知，接入单个PV于配电网中，使得电压变动大小的因素主要有两个方面，第一是输出功率，第二则是POC点处的系统短路容量。如果接入位置固定，系统短路容量一定，PV输出功率较大的情况下电压变动情况也会越大。如果PV输出功率恒定，则在馈线末端接入位置，系统短路容量就不会很大，POC点处的相对电压变动值就会产生不一样的变化。此种结果表明，PV接入之后，应当与高功率因素保持一定程度的运行状况，防止无功出力。因此，其他国家以及地区对分布式功率因数要求都不一样，比如美国地区要求在[-0.9,+0.9]之间的电源功率因数，而我国则要求的电源功率因数，则按照不同负载率PV功率因数规定，通常在[-0.95,+0.95]之间。

（三）算例仿真

1.PV输出功率变化情况对电压产生的影响

如果PV输出功率比较大的话，对每个节点电压水平而言，其支撑作用比较明显。而在主馈线PV所在的节点，会因为PV出力负荷水平比例的情况而产生相应的变化，POC可以作为最高点的电压点，考虑到无功损耗问题，在配电区域之内，PV出力超出负荷总有功功率的时，将会使得POC点电压水平超出限定，无法满足供电质量需求。

为了将PV输出功率改变所产生的电压波动情况，控制一定的范畴之内，需要限制PV的容量。另外，如果单点PV容量较大，使得PV自动停止启动进而影响到周围用户的用电情况。根据我国有关光伏电站接入电网技术规定表示，小型光伏电站总容量，经过380V电压等级并网的，应当不超出上级变压器供电范围内25%的最大负荷量。

2.PV末端位置接入对电压产生的影响

PV接入位置的不同，对电压的影响也会不一样。如果PV在馈线末端靠的比较近，进而会提高电压作用，为了防止馈线末端超出电压水平，靠近馈线末端的PV不应当直接连入系统，如果要连入系统的话，可以在靠近馈线末端的位置实施接入操作，进而起到提升电压作用的效果。

总结：

综上，通过以上影响分析，得出：配电网供电电压中接入分布式光伏发电之后，会影响到馈线上的电压分布情况，影响状况与装机容量、接入位置有很大的联系。如果输出功率的情况有较大变化时，将会使得馈线节点发生电压波动情况，波动大小与接入点的电网强度、装机容量有很大的关系。在稳态运行的状况下，要避免无功，防止对电压产生影响，并网的位置应当选在馈线中部靠后处。

参考文献：

[1]许晓艳,黄越辉,刘纯,王伟胜.分布式光伏发电对配电网电压的影响及电压越限的解决方案[J].电网技术,2010,10:140-146.

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