分布式光伏发电与主动配电网的协调发展张博

分布式光伏发电与主动配电网的协调发展张博

张博

（嘉兴供电公司浙江省嘉兴市314000）

摘要：分布式光伏发电并网将对配网运行带来多方面的不良影响，具体体现在对配网自动化的不良影响，对安全保护的影响，检修安全的影响以及安全计量等的不良影响。分布式光伏发电并网对配网安全运行的影响可以通过采取针对性措施来解除，然而，实际运行中要不断总结经验，要积极开发多种软件、硬件设备与资源，为配网安全运行创造良好条件，保护配网系统整体安全。

关键词:分布式；光伏发电；主动配电网；协调发展

1分布式光伏发电具有以下特点

一是输出功率相对较小。一般而言，一个分布式光伏发电项目的容量在数千瓦以内。与集中式电站不同，光伏电站的大小对发电效率的影响很小，因此对其经济性的影响也很小，小型光伏系统的投资收益率并不会比大型的低。

二是污染小，环保效益突出。分布式光伏发电项目在发电过程中，没有噪声，也不会对空气和水产生污染。

三是能够在一定程度上缓解局地的用电紧张状况。但是，分布式光伏发电的能量密度相对较低，每平方米分布式光伏发电系统的功率仅约100瓦，再加上适合安装光伏组件的建筑屋顶面积有限，不能从根本上解决用电紧张问题。

四是可以发电用电并存。大型地面电站发电是升压接入输电网，仅作为发电电站而运行；而分布式光伏发电是接入配电网，发电用电并存，且要求尽可能地就地消纳。

2分布式光伏发电对主动配电网的影响

2.1配电网规划问题

配电系统的规划，主要通过一定时间和空间内配点负荷进行预测，以判断最佳的系统建设方案，满足负荷增长和稳定供电的条件，最后通过确定最优变电站布点布局和网络接线方式，安排合理的投资水平、投资时间，降低整个配电系统成本和运营成本。近年来随着分布式光伏发电的发展，主要配电系统中最优配电网方案的规划和选择，都需要考虑它带来的影响：a.提高规划区内电力负荷预测的难度；b.规划区内用户]DG安装点难以确定；c.虽DG减少或推迟影响配电系统投资建设，但DG位置和规模不合理可能会导致配电网内某设备利用率的降低，增加网损和维持电力公司经济效益的可能。

2.2谐波问题

基于电力电子技术的、逆变器接入的分布式电源，电压调节和控制方式都与常规方式有很大不同。其开关器件的频繁和开关频率附近的谐波分量可能会对电网造成污染。另外，

逆变器运行过程中，在参数不均衡、出发脉冲不对称的情况下，出现直流电流入配电变压器的问题，造成变压器的直流偏磁引起功率因数恶化、异常发热和波形畸变。在光伏并网发电系统中，必须对工作状态下配电系统中谐波进行测量分析与抑制。

3主动配电网关键技术

主动配电网是一个可以综合控制分布式资源(分布式电源、负荷和储能装置等)的配电网，它使用一个灵活的网络拓扑控制系统潮流，并且在合适的监管环境和准入协议下，使得分布式资源能在一定程度上为配电系统提供支持，体现为“主动规划、主动控制、主动管理、主动服务与全面感知”。主动配电网可以被看作是一个“智能配电系统”，其推广应用，将对于提高电力系统整体的调度控制性能具有积极的作用。

主动配电网的关键技术涉及电力系统、电力电子、储能、自动控制以及网络通讯等多个领域，包括:

3.1柔性组网技术

结合配电网连接方式及设备型式，利用各种电力电子装置，通过柔性变压、双向潮流控制、电能质量治理、不间断供电等多种柔性控制技术，为电网提供灵活调节能力，使交流、直流、交直流混合等多种网络结构发挥各自优势，互联共存，提升分布式光伏发电接纳能力、供电可靠性和供电能力。

3.2保护技术

基于模式识别、多信源、大数据等技术，通过直流保护、自适应保护、网络保护等技术，实现故障的准确判断、可靠隔离和故障区段的准确识别。

3.3储能技术

根据不同储能形式在规模、功率密度、能量密度、转换效率、速率、寿命、成本、可用性、技术成熟等方面的优缺点，针对规模化储能系统，将不同的储能介质结合使用，通过对不同储能方式配比优化设计和功率协调控制，发挥各自优势，实现混合储能系统的高效、经济和可靠运行。

3.4能量管理技术

通过先进传感器网络和智能终端技术，实现对电网运行状态、电源及负荷特性的识别，在单元层面预测电源出力、充放电需求、负荷需求，达到配电网系统完全可观可控;基于多源大数据平台，通过协同优化技术，实现主动配电网“区域自治、全局优化”。

3.5即插即用技术

基于标准化接口，结合感知元件和信息交互技术，管理本地与配网间的信息和电力双向流动，具有自检测、自诊断、自保护功能，能够被配电网自动识别，并在线自动纳入管理。

3.6新能源接入电压控制技术

新能源接入增大了电压调节难度。通过本地和全局电压协调控制，一方面对本地电压控制环节和控制能力进行实时跟踪和实时预测，向系统预报本地无功需求和无功可调节量，由系统进行全局优化;另一方面根据系统指定的电压控制值，通过本地各无功电压控制环节的联合控制，保证接入点新能源接入的电压安全。

3.7可再生能源高渗透区域谐波治理技术

为了适应大量间歇波动性可再生能源、电力电子装置、不平衡和非线性负载接入，需解决这些单元之间引起的谐波超标和谐振问题。利用可再生能源并网变流器、有源滤波器等电力电子装置吸收谐波，并为系统提供一定的阻尼抑制谐振，保证配电网的安全稳定运行和高质量供电。

4分布式光伏发电与主动配电网的协调发展

传统电力系统作为高度复杂系统的代表，习惯采用集中统一的规划建设和运营管理模式，并强调通过对涉网线路、设备、用户、政策以及标准等的统一管控，确保电力系统的安全稳定。与此形成鲜明对比的是，分布式光伏发电的特点和优势却体现在“分散独立、灵活自治”。将分布式光伏发电当作“不稳定因素”加以严格限制，或是当作“劣质电源”“另眼相看”，对其接入设置过多技术门槛和附加条件，有可能严重制约分布式光伏发电应用的发展;而要求电网无条件宽限接纳分布式光伏发电的接入，对分布式光伏发电装置的技术性能缺乏必要的约束，势必会大大增加电网升级改造的投资，反过来还是会阻碍分布式光伏发电的应用推广。因此，需分布式光伏发电与主动配电网协调发展，方可达到相互促进的目的.

分布式发电与主动配电网的协调离不开政策法规的支持，并应该在规划设计阶段予以充分全面的考虑。结合不同地区的特点和需求，因地制宜制定分布式光伏发电和配电网发展规划，并鼓励针对不同的应用特点和需求，有针对性地开展技术攻关。根据需求特点不同，目前分布式光伏发电与主动配电网有3种典型的应用模式:在电网架构薄弱或者是缺电地区，以提高供电能力为主，重点解决提高电压稳定性、分布式光伏发电高渗透率接入、电压自适应控制、并离网切换和微网运行控制等技术;在城镇地区，以分布式光伏发电高密度、多点分散接入为主，重点解决电能质量治理、潮流特性优化控制、利用储能提高能量利用效益等技术;在工业区等区域，以分布式光伏发电大规模连片开发为主，重点解决远程调度、功率预测、继电保护等技术。

5结论

在我国大力推广节能减排及再生能源利用的背景下，分布式光伏发电作为一种新兴清洁能源被运用于电力系统，带来了全新的能源供应。但同时给传统的配电网带来了新的挑战。本文主要就分布式光伏发电并网对分布式光伏发电与主动配电网的技术规范的基础上，提出了主动配电网关键技术进行研究。

参考文献

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[2]李怿峰.分布式光伏发电与主动配电网的协调发展[J].黑龙江科技信息,2017(10).

[3]贾国征,时硕凡.分布式光伏发电与主动配电网的协调发展探究[J].电子世界,2016(9):35-36.