分布式光伏并网对配电网的影响及解决措施探讨刘文斌

分布式光伏并网对配电网的影响及解决措施探讨刘文斌

刘文斌

关键词:分布式光伏并网;配电网;影响;解决措施

前言

在配电网的发展中，分布式光伏发电系统并入配电网的比重越来越多，占到了主导地位，并开始有大规模发展的趋势。近年来分布式光伏发电在配电网中装机容量所占比例越来越大，它对配电网的优化规划、电力系统电能质量、智能电网实时性保护的都有较大影响。

1光伏发电并网技术分析

1.1光伏发电原理

光伏发电主要是利用光伏组件将太阳能资源转化为电力能源，一般采用分布式的布置形式，作为配电网的重要补充。一般而言，光伏发电系统需要包括光伏电池板（由特殊材料制作的硅板）、电容适配器、主开关、核心逆变器、交直流变换器、蓄电池组、充电器等，如图1所示，在发电过程中，充电器具有MPPT功能，将光伏电池板产生的电能连接到蓄电池，同时蓄电池与电容适配器连接，对电能电容进行调控；与核心逆变器连接，确保电能与配电网的适配。光伏发电站能够与配电网或其他新能源网络进行有效调节，互为补给，不仅能够直接连接用户负载，还能够将多余电能储存运输到当地的公用电力网络中。

图1光伏发电并网系统组成示意图

1.2光伏并网特性

光伏发电主要是利用太阳光，因此容易受到气候条件、时间、地域等因素的影响，表现出如下特性：第一，随机波动性，光伏发电系统所处的地理位置不同，太阳光照的有效性也不同，并且在不同的天气条件下，太阳光照强度也不同，例如晴天光照充足，但是雷雨天气光照很弱，这就导致光伏发电表现出明显的随机波动性；第二，输出为纯有功功率，当前大部分光伏发电系统应用的并网方式主要是通过逆变器的连接，逆变器的输入为电压，输出为电流，通过对输出电流的控制，跟踪网点电压实现并网，这个过程中输出功率因素接近1，几乎为纯有功功率输出；第三，孤岛保护负荷相关性，光伏发电并网技术还不够成熟，因此在配电网中所占的比例并不大，可以通过抗孤岛设备监测孤岛效应，但是对着光伏并网装机容量的增加，孤岛效应监测时间变长，容易引发电网故障。

2分布式光伏发电并网的影响

配电网中含有各种类型的负荷，如商业用户、城镇居民、农业负荷等，它们的随机波动性比较大。由于天气无常，太阳光照不具备一定的规律性，所以分布式光伏发电系统仍然需要采用公共电网作为备用。随着分布式光伏发电装机容量的增大，接入的渗透率的提高，必然对配电网的各方面产生一定的影响。分布式光伏电源接入后对电网的主要影响见下文。

2.1对运行安全的影响

我国当前的配电网以中低压配电网为主，这一类的配电网又以中性点不接地系统的配电网为主，所以常常采用的是单侧的电源辐射型供电网络，这种网络情形下，分布式光伏发电一旦接入了配电网，除去最明显的多电源结构这一变化外，整个电网的潮流、短路电流的大小、流向以及分布的特征都会有相应的改变。

2.2对检修安全的影响

由于分布的光伏发电大多数情况之下都是属于用户的侧式用网，所以一旦负荷与出力发生失衡，便会出现类似孤岛效应的问题。当检修人员对整个光伏发电的电路进行检查和维修时，如果因为细节问题而没有及时发现和解决问题，便会使得电路在运行过程中，相关有效因素失效，会给整个检修工作甚至工作人员带来较为严重的安全作用的隐患。

2.3对于计量安全的影响

分布式光伏电在接入配电网之后，需要接入和光伏发电相对应的光伏发电计量表，但是这种计量表在实际使用过程中，很容易出现用户偷电的问题，所以在技术上以及资产属性上都存在很大的可能性，于是在计量时便会出现一定的计量精确性问题。虽然人们知道偷电的可能性较大，但是具体的证据在掌握过程中依旧存在一定的难度，这也是分布式光伏电在日后使用过程中亟待完善的部分。

2.4对网损的影响

分布式发电DG可能增大或减少网损，这取决于DG的位置、容量、负荷量的相对大小以及网络拓扑结构等因素。在负荷附近接入DG将使整个配电网的负荷分布发生变化:配电网中所有负荷节点处的负荷量均大于该节点DG的发电量时网络所有线路的损耗减小;配电网中至少有一个负荷节点处的负荷量小于该节点DG的发电量，但整个配电网的总负荷量大于所有DG的发电总量时可能导致某些线路的损耗增加，但总体线路损耗将减小。

3解决分布式光伏并网对配电网影响的措施

3.1保证配电网运行安全

3.1.1继电保护。配电网在发生二相短路或三相短路时，分布式光伏电源所提供的短路电流均不允许超过额定电流1.5倍；分布式光伏并网点的下游处若出现短路情况，主电源所提供的短路电流就会减小，减小的幅度与系统短路的容量、分布式伏发电的接入容量有关。

3.1.2自动化。利用重合闸配合与分布式光伏发电脱网特性的方法，来消除分布式光伏发电对短路造成的影响：将变电站重合闸延时的时间延长到2.5~3.5s；不保持配电终端所送过的电流信号，或者将信号所保持的时间缩短到1s内；分布式光伏电源并网的发网容量若超出线路容量的25%时，要重新整定配电终端故障信息上报的阈值，致使设定值提升。

3.2确保检修安全

需要加强检修管理措施以及修订管理规程，再度加强分布式光伏电源并网配电网的安全性。经过实验检验和观察发现，分布式光伏电出现孤岛效应不可避免，因此相关不辅助措施便要发挥较大的作用，可以通过制定分布式的光伏并网配电检修管理等措施，避免在送出线路检修过程中受到各种安全问题的威胁。

3.3加强无功补偿

按照国家电网的有关规定，光伏电站并网需要加强无功补偿性能的研究，尤其是对于大型的光伏电站必须具备动态无功补偿能力。一方面，要针对AVC和无功设备容量进行全面的研究和设置，使得光伏发电站并网后能够与配电网形成统一的无功控制系统，同时要对电容和电抗器等无功设备之间进行协调控制；另一方面，有效利用光伏电站对配电网的无功配置能力，可以与相关科研单位和设备制造长假进行深入的研究，充分发掘光伏发电中的无功调节能力，确保配网的区域电压能够稳定，使得整个电力系统的输配电质量获得进一步提升。

结束语

参考综上所述，分布式光伏发电因为自身发电方式的特殊性以及发电设备的特殊性，在发电过程中有许多新型的，尚待解决的问题。因为问题的新颖，各种研究观察的核心也逐渐转移到优化方式上，如何更好的解决各种问题也成为社会关注的重点。各种可持续发展的贯彻理念以及国家政策的支持，为更好的解决相关问题提供了必要的基础，相信问题的解决也指日可待。

参考文献:

[1]李知奎.关于分布式光伏发电并网对配电网的影响分析[J].电子世界,2016(14):146.

[2]于湛瑶.基于光伏发电并网对配电网保护的影响及对策[J].科技经济导刊,2016(22):74+65.

［3］李知奎．关于分布式光伏发电并网对配电网的影响分析［J］．电子世界，2016(14):146．

［4］霍东亨．探讨分布式光伏发电并网对配电网运行安全的影响［J］．科技创新与应用，2017(3):194．