分布式光伏并网对配电网的影响及解决措施

分布式光伏并网对配电网的影响及解决措施

刘合疆王家友

易事特集团股份有限公司广东省东莞市523808

摘要：分布式光伏发电（DistributedPhotovoltaicGeneration，简称pv）的并网运行，不仅仅有利于降低配电网电能损耗，改善终端电压，同时降低能源成本，调节能源结构。但是分布式光伏并网在接入电网的过程中，会对电网产生一些影响。为了解决这些问题，应当对分布式光伏并网进行深入的分析。基于此，文章就分布式光伏并网对配电网的影响及解决措施进行简要的分析，希望可以提供一个有效的借鉴。

关键词：分布式光伏并网；配电网；影响；解决措施

1.分布式光伏发电并网的现状

笔者经过相关的资料调查，得出分布式光伏发电的现状主要如下：

1.1社会发展的现状

分布式光伏发电是一种新型的发电方式，较好的满足时代对于清洁能源的实际需要，也有一定发展支持的社会基础。人们逐渐认识到清洁能源的重要性，于是以各种光伏为代表性的可以当做再生能源的发电方式便逐渐成为人们使用电的主要发电方式。我国为了更好的研究分布式光伏电的技术，各种完善措施成为关注的重点，分布式光伏发电并网对配电网的运行是否具有高度的安全性也逐渐成为研究的核心。光伏发电方式是利用太阳能发电的一种有效方式，所以面对各种燃烧发电的方式不仅会造成各种煤炭资源的大量衰竭，还已经无法满足当下发展的实际需求了的现状，分布式光伏发电得到较大的发展前景，发展潜力较大。人们社会上的需求较大，于是各种市场规模也逐渐扩大。大量的分布式光伏的接入，对之后的电力系统运行方式会出现较大的改变，配电网会从一种垂直的辐射网络成为水平式网络。比如自动化系统等的运行，在实际操作中的各种运行安全和计量安全就会成为降低影响的核心；

1.2光伏发电的简介

分布式的光伏发电主要是用户在住所附近的场地上进行基础设施的建设，利用一定的电路系统对太阳能进行有效的转化和使用。光伏发电主要的运行方式有以下几种特点，首先是自发的发电方式，多余的电量可以用于各种多样化的使用，在配电系统中能够起到平衡调节作用。分布式的光伏发电遵循的意志都是就近利用，清洁高效，因地制宜。分布式发电系统一般都会包括各种复杂的组成部分，但是光伏组件所产生的直流电可以有效的进行利用之后，再转换成交流电，进行有效的利用。

2.分布式光伏并网对配电网的影响

2.1对配电网电压和电能质量的影响

传统中低压配电网一般呈辐射状结构。稳态运行下，电压沿馈线潮流方向逐渐降低，接入分布式电源后，由于馈线上的传输功率减小，使沿馈线各负荷节点处的电压被抬高，可能导致一些负荷节点的电压偏移超标。其电压被抬高多少与接入分布式电源的位置及总容量大小密切相关。由于分布式电源较多地采用逆变器，会向电网注入大量的高低次谐波，还会造成电压波动和闪变等电能质量问题。为解决这些问题，需在配电网络中设置有载调压变压器和电压调节器等调压设备，将负荷节点的电压偏移控制在规定的范围内；或者在分布式电源附近增设滤波器等滤波装置降低系统谐波含量，提高系统电能质量。

2.2对配电网继电保护的影响

分布式电源接入配电网中，会改变其附近节点的短路容量，在发生短路故障时，流过配电网的短路电流大小及方向都可能改变，因此会影响到配电网原有继电保护的正常运行。随着分布式电源的不断接入，原有保护在方向性、选择性、灵敏度校验上均将不能满足要求，保护定值也将不断地需要修改。因此，配电网的保护可以采用和输电网类似的保护，利用反应两端电气量的一些保护，如相差高频、高频闭锁方向保护、高频闭锁距离保护等。

2.3对配电网设计、规划和运营的影响

以往的配电网规划主要根据负荷预测与现场实际相结合来合理规划建设。这样的规划可以满足未来负荷增长的需求和供电可靠性。随着国家能源局对分布式电源的各种利好政策的出台，越来越多的分布式电源将接入配电网中，集中式发电所占比例将有所下降，电力网络的结构和控制方式将可能发生很大的改变，这种改变带来的挑战和机遇要求电力网络从设计、规划、运营和控制等各方面进行升级换代。因此，配电网网络结构的优化将成为规划的重点，同时应该考虑很多负荷的不确定性，以及如何保证供电可靠性。分布式电源接入配电网以后，用户侧可以主动参与能量管理和运营，使传统配电网运营费用模型不再适用。由于用电侧市场的放开，电力市场将会由注册的售电公司、用户等进行公平竞争，另外可再生能源受到国家政策的鼓励和各种的补贴，使得配电网在电能质量和供电可靠性方面更难以保障。

3.分布式光伏发电对配电网影响的解决措施

3.1完善技术标准与规范，革新设备

在对分布式光伏发电的技术参数、控制特性及承受电网扰动能力的进行探讨研究的基础上，对其并网的规模、无功配置、电能质量及接入的电压等级作出技术要求，完善分布式光伏发电并入配电网的技术标准与规范。并革新调压设备如静止无功补偿设备和无功发生器等，使分布式光伏发电系统并入配电网规范化和有序化，确保其发电系统及其控制设备不会危害配电网的安全运行。

3.2对继电保护影响的解决措施

（1）分布式光伏发电并网容量较大时，因考虑各种极端情况下保护的灵敏性并进行校验，同时需考虑给电流保护加装方向继电器。（2）分布式光伏发电并网后会导致保护重合闸存在故障点电弧持续时间长的问题，故可适当将重合闸时限延长。为了消除非同期合闸的安全隐患，光伏发电侧重合闸继电器应检同期，而系统侧则应检线路无压。同时，在光伏发电侧配置低周低压自动解列装置，并在重合闸动作前将其切除。（3）优化分布式光伏发电并网系统孤岛检测方法，分析光伏发电对配电网故障电流大小、方向及分布的影响，提高故障情况下负荷切除和孤岛划分的选择技术。配置快速有效的反孤岛保护功能，在异常情况时刻准确判断孤岛状况，并迅速解列分布式光伏发电，实现孤岛和联网运行的无缝切换控制技术，保证配电网故障快速可靠切除和及时恢复供电。

3.3对电能质量影响的解决措施

（1）抑制分布式光伏发电引起的谐波畸变，可通过群控技术和补偿控制两种有效的解决方案。一是指将逆变器并联运行，提高直流侧容量，使逆变器在高效率区工作以提高发电功率，从而降低谐波含量。二是采用有源滤波技术，通过控制将有功和无功功率综合控制的同时抵消产生的谐波分量。（2）通过分布式光伏发电的有功及无功输出控制和SVC（无功补偿）相结合，同时进行无功调节来提高系统电压质量，减轻电压波动和闪变的情况。同时限制分布式光伏发电的容量，提高其并网逆变器的调节能力，以加强电压的稳定性。

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。因此，根据当前配电网的运行状态和相关技术对分布式电网进行进一步的改善和控制，以确保分布式电网接入配电网后的稳定性，降低停电频率，提高供电系统的供电质量。

参考文献：

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[2]肖浩，裴玮，邓卫，孔力.分布式电源对配电网电压的影响分析及其优化控制策略[J].电工技术学报，2016，S1：203-213.

[3]袁志坚.分布式光伏并网对配电网的影响及解决措施探讨[J].科技展望，2016，20：94+96.