配电网中分布式光伏电源接入的应用及其应对策略的研究

配电网中分布式光伏电源接入的应用及其应对策略的研究

姜超

（国网吉林省电力有限公司长春供电公司130000）

摘要：光伏电源具有明显的不连续性和受天气影响的群发性，是一种间歇式电源。分布式光伏电源在接入配电网后，会让本来是单端辐射性网络的配电网变成复杂的多端系统。而分布式光伏电源接入配电网后会直接影响配电网的各个方面，为了避免造成严重的损失，必须要弄清配电网可能受到的影响并找到应对策略。本文将对分布式光伏电源接入后对配电网的应用影响进行分析，并提出相应的应对策略。

关键词：分布式光伏电源；配电网；应对策略

1分布式光伏电源接入后对配电网的影响

根据实际案例的分析发现，分布式光伏电源接入后会对配电网造成以下几点影响：

1.1对系统电压的影响

一般的配电网都会呈现出辐射状，正常情况下是电压沿馈线潮流方向逐渐减弱。光伏电源的接入会让放射状结构的配电系统变成多电源结构，潮流的方向和大小都可能因此发生很大的变化，从而影响配电网原本稳定的电压，其主要的影响是：

（1）配电网馈线上的电压分布会因光伏电源的接入而受到极大影响，这些影响都是根据光伏电源的接入位置和容量大小来深入判断的。

（2）集中在同一节点上渗透率相同的分布式电源相对于分布在多个节点上的分布式电源对电压的支持效果更弱。

（3）沿馈线的各负荷节点处的电压会因为DG输出的无功支持和馈线上传输功率的减小而被抬高。

1.2对电能质量的影响

一般情况下都是以电力电子技术为基础，在电网中接入分布式光伏电源。在接入光伏电源时，大量的电力电子转换器会使非线性负载急剧上升，让电能质量受到一定的影响：

（1）电压闪变。电压反馈控制设备间相互的作用带来的影响、启动一个很大的光伏发电站以及短时间内发生剧变的光伏电站的输出都是引起电压闪变的原因。

（2）谐波的大量带入。分布式发电会使用大量的电力电子设备，这些电力电子设备会给系统带来大量的谐波发电的方式和转换器的运作模式都会影响谐波的幅度和阶次。

1.3对配电网安全的影响

（1）注入直流分量。配电网中的电流型变压器、计量仪表、电流式漏电断路器、变压器等都会因为直流分量的注入受到不利影响，受影响最严重的是变压器和电流式漏电断路器。

（2）不带隔离变压器的PV系统杂散电容引起的EMC。一般情况下，并网PV都要以带隔离变压器的方式接入。如果不以这样的方式接入，就会在杂散电容上存在交流电时引起地线的意外断开，给人带来触电的隐患。

1.4对短路电流的贡献和非正常孤岛

（1）在光伏电源接入配电网后，接入到配电网络中的PV系统可以在配电网电压较低和电流输出过大的时候通过PV逆变器的处理使其不会影响整个电网的运行。

（2）非正常孤岛。随着越来越多的分布式电源接入到配电网络中，非正常孤岛的出现可能性就上升了。

1.5影响系统保护和损耗引入PV后，配电网络会发生很大的变化，若出现线路故障，PV将会影响整个配电系统中电流的大小、流向、分布和重合闸的动作行为。

（1）降低延时电流速断保护的灵敏度，严重的时候甚至会出现拒动的情况。

（2）引起本线路过流保护的误动。

（3）瞬时速断保护在相邻的线路中出现误动，失去选择性。

（4）重合闸可能因PV的接入不能重合。

（5）分布式电源的接入会让配电网在运作使的系统损耗发生变化，系统的损耗可能增加也可能减少，主要取决与整个分布式电源接入配电网是的具体情况。

1.6影响整个配电网的规划

（1）分布式电源的应用使电力系统的现在和未来都出现不确定性。当分布式电源成为大多数用户电能供应来源的时候，负荷的增长情况将变得不可预测，而以后的配电网规划就会成为纸上谈兵。

（2）分布式电源的接入会使得配电网出现多个发电机节点，这些节点的出现会让人难以把握整个配电网络。这样就使得在所有可能的网络结构中找到最优的网络布置方案变得更困难。

（3）分布式电源在被很多人接受的时候，这些人和使用原有的单向电源的人之间势必会出现矛盾。他们的矛盾根本是各自使用的电源的发展问题，但要让这两种电源组成的配电网络安全、优质的运行，还需要花费很多的人力、财力以及物力，且不是短时间内可以完成的。

（4）分布式光伏电源使用的一次性能源具有多样化的特点与机组类型使得配电网络的电源结构和利用效率成为棘手的问题。国家在进行配电网的规划时，会因为分布式电源的广泛应用而受到影响。

2应对策略

（1）将有载调压变压器和电压调节器等设备应用到中低压配电网络中，利用这些设备控制负荷节点的电压偏移。在对配电网络中的电压进行调节控制时，要特别重视重负荷时间段的调节，一般是午间和夜间的负荷较重，应重点针对。

（2）对于分布式电源对电能质量的影响，一般都不能准确的将其完全消除。最有效的控制方式是通过限制PV逆变器的容量而防止特定次数的谐波产生共振，从而达到减小分布式电源对电能质量的影响。

（3）消除直流分量的注入。大量的科学研究表明，直流分量跟电路的设计参数和调制频率在偶数次谐波产生的配电网电压波形畸变情况下有直接的关系。所以可通过PWM逆变器过滤采集到的配电网电压信号和提高调制频率来消除直流分量的注入。以带隔离变压器的方式进行并网PV的接入，这样就能防止EMC的出现。

（4）对于分布式电源对短路电流的贡献和非正常孤岛，并不会带来大的危害，甚至会带来一些好处，所以不必过分在意。

（5）可通过在配电网络运行的过程中对系统保护进行实时监控，出现问题时及时采取措施，从而实现系统保护的完善。分布式电源对损耗的影响可能是有利的也可能是有害的，但可以通过调节分布式电源的位置来解决这个问题。

（6）根据分布式电源实际运行过程中的负荷变化情况找到大致负荷的变化规律，如果实在找不出规律，就按照可能出现的最大变化对其进行规划。对于分布式电源的使用量和用户之间的冲突，可进行强行规定或地域划分且在最短的时间内完成。这样可以保证分布式电源的应用更易控制。对于分布式电源的能源使用问题，可通过指定能源种类的方法使其得到一定的处理。

3结语

总的来看，分布式光伏电源的接入会使配电网受到极大的影响。其中有好的影响也有不好的影响，好的影响我们可以放任不管，不好的影响我们可以通过一定的方式对其进行控制，将影响降到最小。而分布式光伏电源在能源日益枯竭的当代社会对节约能源有很大的作用，所以要对其加以利用。至于对电力系统的影响都是可以尽力克服的，不能因为一些因素而放弃对社会发展有利的东西。

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