分布式光伏发电并网对配电网安全的影响分析陈志彬

分布式光伏发电并网对配电网安全的影响分析陈志彬

陈志彬

深圳供电局有限公司广东省深圳市518000

摘要：分布式光伏发电并网的运行，使配电网功率损耗降低的基础上，提高了终端电压，而且还使能源成本有所降低，以及在能源的结构上进行了调解。配电网中采用分布式光伏发电并网以后，以往的配电网在单电源辐射结构的基础之上转变为了多端电源供电系统，从而使潮流分布和电压变化进行了改变。除此之外，分布式光伏电源如果一旦发生了故障时提供故障电流，这对于配电网的保护也会产生影响。文章笔者详细分析了光伏发电并网对配电网安全的影响因素，提出了相应的解决方案。

关键词：分布式光伏；发电并网；配电网；安全；措施

1现阶段分布式光伏发电并网概述

分布式光伏发电，是一种新型的发电方式，较好地满足了时代对清洁能源的实际需求。人们越来越多的了解到清洁能源的重要，光伏发电作为一种具有代表性的可再生能源，对优化能源结构、保障能源安全、改善生态环境、转变城乡用能方式具有重大战略意义。在我国为了更好地研究分布式光伏发电的技术,各种改进措施已经成为被关注的焦点,分布式光伏发电并网对配电网的运行是否有高度的安全性也成为研究的重点内容。

2分布式光伏发电原理

2.1分布式光伏发电方式

光伏发电有两种方式，一种是光-热-电转换方式，另一种是光-电直接转换方式。

光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程，与普通的火力发电一样。

光-电直接转换方式是利用光伏效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光-电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵。

2.2分布式光伏发电系统的构成方式

1）光伏阵列。光伏发电是依托于半导体光电二极管，单个光电二极管的输出功率相对较小，相反多个光电二极管串联之后输出的功率会非常大，与此同时，产生光伏阵列，光伏发电系统的主要部件就是输出电流。2)直流汇流箱。保证光伏组件有序连接的同时，减少光伏阵列与逆变器的连接，例如直流保险丝和断路器等，其在具有防雷的功能以外，还具有汇流箱故障报警、数据采集等功能。3）直流配电箱。光伏发电在不同站点的配电设备上进行分配，对负荷进行保护及监测。4)并网逆变器。光伏发电在产生直流电能后转化成为交流电能，然后交流电能再分集中逆变器和群逆变器。5)交流配电柜。也就是所谓的交流配电中心，也是配电系统的末端，是分散的小容量配电设备。6）监测系统。主要是指光伏发电运行数据采集、数据处理和数据应用跟踪、评估、调整系统。

3分布式光伏发电并网对配电网安全的影响因素

3.1配电网运行安全影响因素

从电流的角度看，中低压配电网是由消弧线圈接地，采用单边供电的辐射型供电网络。分布式光伏发电在接入配电网之后，配电网则会有所转变，单向型转变成为多功率，这样使短路电流流向、大小、潮流和分布等都进行转变。

1）继电保护。配电网一旦出现了短路现象，分布式光伏发电与主电流，这

两者全会将短路的电流注入到短路的位置，使短路的电流增加，另外，短路点的开关之间流入的主电源，和其他的一些短路电流都会使电压上升，在无光伏发电并网时和电源提供短路电流相对比，短路电流仍然会降低。

2）配网自动化。从配电网的短路电流分布上可以看出，其会自动的对配电网进行故障点的定位。如果只有一个区域的端点报告短路电流信息，则故障就在该区域范围之内；如果从其他端点报告不少于一个短路电流信息，则故障不在这个区域之中。但是,从分布式光伏馈线接入的情况上分析,如果一个区域当中发生了故障时,不仅这一区域的主要电源的侧端会有主网所提供的短路电流流过,分布式光伏发电端点与这个区域相连接的端点,其会通过相应的分布式光伏电源所提供的短路电流流过。

3.2检修安全的影响因素

分布式光伏发电多数的用户是属于侧网接入。如果负载和输出保持平衡的水平时，就会使孤岛效应出现问题。当电力维修人员连接设备或网络侧线进行维修的过程当中，如果分布式光伏发电对孤岛起不到防护作用时，那么将给现场电力维修人员的安全带来很大的隐患。

4分布式光伏发电并网对配电网安全影响的有效措施

4.1确保配电网运行安全的对策

1）继电保护。分布式光伏电源提供的短路电流应在不超出额定电流的1.5倍。若光伏并网点的下游出现短路现象时，那么这时的主电源提供的短路电流也会随之减小。这种现象与系统短路当中的容量有关，与此同时，其也与分布式光伏发电接入容量有关，但可以对此采取忽视。

2）自动化。分布式光伏发电主要特性就是重合闸和离网，避免了分布式光伏发电对短路产生的影响。以下是需要改进的策略。(1)使变电站重合闸的时间延长到2.5~3.5秒。(2)配电端子不保持电流信号，再者将信号保持时间减少至1秒以下。(3)在对主站故障的处理方面，对其增加二次过流信号叠加分析功能。(4)当分布式光伏并网配电网容量超出25%时，需要重置配电网终端故障信息报告的阈值，使设定值增加。

4.2保证检修安全的有效对策

加强维修安全管理。影响维修安全的主要因素是分布式光伏电网的隔离运行。一是制定包括分布式光伏电源在内的配电网并网维护管理规定，加强光伏发电配电网的维护安全管理。在送电线路和配电网维护的过程当中，必须要将分布式光伏电源送至到电网，避免危及人身安全。第二是安全规程当中关于安全技术措施必须要严格执行，对电要先进行检测，如果是带有电，必须事先通知分布式光伏供电业主，将开关接入线路断开。

4.3规范技术方法。(1)必须加强对电网的检测，对分布式光伏并网逆变器欠压孤岛的保护功能进行检测，使系统跳开开关之后，自动切断光伏并网供电系统。(2)加强技术方面的监管力度，对不是常规接入的配电网分布式光伏电源进行严格的检查，导致孤岛断开检测电压开关，与此同时，使分布式光伏并网配置电压跳闸功能得到保障。(3)利用联动装置，将总关跳开之后，

减小全部电源的总连接点开关联动跳闸。(4)安装负压控制装置，进行维护的过程当中，其电源装置中的防孤岛保护一旦失效，其进入远程控制分布式光伏并网点的开关。

5结束语

综上所述，分布式光伏发电，其由于自身发电的方式和发电设备的特殊性，因此，在发电的过程当中，有许多新的问题需要解决。由于问题的新颖性，各种研究和观察的核心已逐渐转向优化方法上，怎样才能更好地解决其中存在的各种问题，目前已成为社会所关注的焦点。各种可持续发展概念的落实和国家政策的支持，为更好地解决有关问题提供了一定的基础依据，相信这些问题的解决也指日可待。

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