分布式光伏发电并网存在问题与解决对策

分布式光伏发电并网存在问题与解决对策

隋文正

（中国电子工程设计院（光伏所）北京100142）

摘要：本文对分布式光伏发电并网的特点及基本条件作了总结，对其问题作了分析，重点对加大并网干扰控制、对配电系统进行科学规划、加强防雷系统的安装进行了介绍，通过加强分布式光伏发电并网的运用，可提升电网运行性能，保证居民用电安全。

关键词：分布式；光伏发电并网；问题；解决

太阳能资源的深入开发与利用，使得电力系统中的分布式光伏发电并网技术得到了发展，并带来了全新的电源供应，但在实际运用中其也存在一些困难和挑战，例如谐波问题、电压闪络问题等，而要想其技术优势得以发挥，就必须正视这些问题，并采取对策加以解决，以维护电网系统的安全运行。

1分布式光伏发电并网的特点及基本条件

1.1特点

分布式光伏发电并网具有以下特点：（1）输出功率较小；模块化是光伏发电较为明显的特点，其能够提升各光伏电站调整规模的灵活性和适用性，但对其各发电项目的经济性却不会造成很大的影响，较之上万甚至上百万瓦的集中式光伏发电项目，分布式光伏发电并网既能将输出功率控制在小范围内，同时还能保证发电项目的经济性和收益性。（2）发电、用电并存化；分布式光伏发电并网能够直接接入配电网，实现发电和用电的和谐化与并存化，减少能源消耗。（3）缓解供电需求；一般来说，人们对电的需求量在白天最高，若供电不足，易导致部分地区出现间歇性断电或停电的现象，影响人们的正常生活，而分布式光伏发电并网在用电需求量最高的时段，发电量亦最高，虽然其装机的规模不如集中式光伏发电项目，但缓解当地紧急的供电状况还是绰绰有余的。（4）环境污染较小；分布式光伏发电并网不仅在发电运行过程中噪音小，并且对周遭的自然环境和居民的生活环境也不会带来不良影响（除有时需要与周边环境或景观相协调之外）。

1.2基本条件

在进行分布式光伏发电并网的过程中，其需要满足一些基本条件，如逆变器输出的电流频率与电网电压的频率要相同，两者的相位也必须相同，只有这样才可完成并网过程，同时从现阶段来看，分布式光伏发电并网在电能产生之后，当电能过多或电能不足时，可以依靠大电网进行直接连接，该并网的方式在实际使用上也存在一定的使用方式，其通常使用在城区的并网。

2分布式光伏发电并网存在的相关问题

随着我国科技水平的不断提高，光伏发电技术取得了快速进步，同时在实际并网大电网中也已取得了很好的应用效果，但是在实际并网过程中还存在很多问题，如输出功率容易受到外界环境的影响，从而造成电能存在一定的不稳定性，存在的问题分述如下：

2.1与大电网运行问题

相比于传统的发电形式，光伏发电系统有着不同的特性，尽管单个的并网光伏发电系统接入点没有很大的上网功率，但是其接入点的数量较多，并且呈现出分散布置，当分布式光伏发电系统接入大电网后，就会与大电网之间发生比较复杂的作用，进而影响大电网的运行。其次由于分布式光伏发电并网并不稳定，有一定的不可预见性，因此会影响短时间内大电网预测负荷的准确性，使得传统的发电及运行难度增加，而公共电网中加入分布式光伏发电系统后，大电网中的电源点会增多，由于其比较分散，在对电源的控制协调上也有一定的难度，而常见的控制方法是无法满足其需要的，因此可能会影响电压的稳定、安全及电网的调峰，不利于大电网运行的控制效果。

2.2电网运行效率问题

鉴于分布式光伏发电系统的自身特点，对其进行并网，势必会对电网运行效率产生一定影响，同时其在并网时两种发电方式相互作用的复杂度较高，而目前却未掌握正确的作用方式和规律，如果分布式光伏发电系统接入点属于大规模集中式并网，且电站仍采取被动保护式解列，则会导致有功出力大量减少，从而增加整个系统的恢复难度，甚至可能加剧故障，引起其它机组的解列，最后出现大规模停电现象。

2.3对配电网产生的问题

首先光伏电源在接入与退出配网系统的瞬间，很容易引发配网系统的电压发生波动与闪变，特别是分布式电源，如果未能按照特定的法规、制度、客观需求等进行启停，很可能造成输出功率的动态变化，使对应的配网电压也发生波动与闪变，同时外部环境特点，例如太阳光辐射、温度等的变化，也可能引发配网系统电压的波动。其次来自于光伏电源的直流电经逆变器会变成交流电，进入配网系统后可能出现谐波，从而引发谐波污染，而如果光伏容量较低且滤波器标准合格，通常能够有效控制谐波污染，然而由于光伏发电并网规模的不断扩大，发电量也较大，各个谐波源之间又彼此重叠，所以会导致因谐波量过高而无法控制污染的问题。

3分布式光伏发电并网问题的解决对策

3.1加大并网干扰控制

分布式光伏发电并网虽然会对区域或公共电网运行安全性和可靠性产生一定影响，但可为用户提供绿色电能，符合节能降耗生产理念，具有较大的发展优势，因此需深入分析并掌握分布式光伏发电系统与电网间的作用，并要以此作为提高大电网综合运行效率的重要保障。例如针对分布式光伏发电系统电源特性进行研究，建立动态模型，结合经验对常见不确定性问题进行分析，并对下一阶段的运行状态进行预测，以此作为电网运行管理的依据，增强对换流器电压频率的控制效率，同时为保证各种不确定因素的有效控制，还应研究分布式光伏发电功率准确性的方法，并制定高效与稳定的计划方案。

3.2对配电系统进行科学规划

在对分布式光伏配电系统进行规划时，需要以含分布式电源配电网规划，以及微网规划的研究理论成果作为基础和前提，同时明确分布式光伏发电并网的特点，了解光伏发电电源的配置情况，比如地址的选择、容量大小，并对光伏发电输出的控制方法、并网的形式及接入的点等进行研究，从而明确其影响电网谐波、电压波动等的情况。其次在规划过程中，需要明确分布式光伏发电并网的可靠性，并对比分析传统电网升级和分布式电源供电的多种电网扩充策略的优势与不足，从而保证电网在规划过程中能够实现其经济性、环保性及安全性，同时由于分布式光伏发电并网存在很大的不确定性，并且在实际功率输出时会产生较大的波动，而这就会给用户带来很大的影响，加之逆变器在实际运行过程中会产生谐波情况，会导致配电系统的谐波增加，因此应提高对配电系统的电能控制力度。

3.3加强防雷系统的安装

对于室外分布式光伏发电系统，为降低雷击灾害对其造成的影响，需在设计阶段做好防雷接地工作，安装必要的防雷装置，以及时将雷击电流引入地下，避免对电网造成损坏。具体为：一方面，设置外部避雷装置，总结以往经验，为分布式光伏发电装置安装接闪器、引下线与接地装置，同时通过接闪器吸收雷击电流，再通过引下线与接地装置的连接，可及时将过大的雷击电流引入地下；另一方面，进行内部防雷保护工作，安装等电位系统、涌浪保护器等装置，避免电压超出系统承受能力，从而确保系统安全运行，提高防雷效果，但需注意，无论选择哪种防雷系统，均需结合实际情况科学分析和设计，尽量使避雷系统将整个分布式光伏发电并电系统囊括在保护范围内，节约成本。

4总结

总之，分布式光伏发电并网对整个发电行业来说是一把“双刃剑”，其会在促进整个电力行业发展的同时，影响配网系统，而这就要求各电力企业能够就其存在的问题给出相应的解决措施，以促进电力行业的稳定发展。

参考文献：

[1]刘继军．分布式光伏发电系统并网问题研究[J]．电气开关，2014（02）．

[2]雷象兵．分布式光伏发电并网系统研究与设计[J]．华北电力大学（北京），2016（02）．

[3]蔡开晶．浅析分布式光伏发电并网存在问题与解决对策[J]．中国高新技术企业，2016（33）．