关于配网低压居民光伏发电对配网系统运行的影响研究马永斌

关于配网低压居民光伏发电对配网系统运行的影响研究马永斌

马永斌

(云南电网有限责任公司临沧临翔供电局)

摘要：随着可持续发展理念的不断深入，社会对于清洁能源的需求越来越大，特别是在近几年，由于光伏发电自身可再生、无污染的特点，逐渐被人们所关注，并在普通居民家中得到了广泛的应用，但由于光伏发电本身的随机波动性相对较强，在并网以后会影响到配电系统的稳定运行，因此，本文就配电低压居民光伏发电对配线网系统运行的影响进行研究，并从多方面入手对其具体的影响进行探讨和描述，希望可以为电网系统运行质量的提升提供帮助。

关键词：配网低压；居民光伏发电；配网系统运行；影响

随着光伏发电在我国的普及应用，配电网络当中接入的居民光伏发电越来越多，在很大程度上促进了电网结构的改变，使原有放射状的电网结构正在逐渐向着多电源结构转变，因此，在电力系统当中接入居民光伏发电，其影响主要表现在继电保护、静态特性以及电能质量等方面，由于在未来电网系统当中居民光伏发电类型的电源规模会不断扩大，对配电系统运行造成的影响也会逐渐提升，因此，对其进行深入的研究是非常有必要的。

一、在电网规划方面的影响

居民光伏发电会对部分负荷进行就地的平衡，但在进行时间、装置地点、发电类型、强度以及电量等方面的预计都具有较大的难度，由于居民光伏发电在配电网络当中的大规模并入，会在一定程度上加大预计网供总量、电压等级以及分区的难度，这样会导致电网系统当中的规划存在不确定性，从而加大配电网建设的技术难度以及改造规模。如图1。

图1

二、在电网静态特性方面的影响

（一）电压分布影响

在电网运行过程中，并入居民光伏发电的容量和位置不但会对网损造成一定的影响，同时还会影响到电网当中的电压分布，在并入光伏电时，并入线上与前端相近的节点增加电压会小于末端相近节点增加的电压，在线路的末端对容量较大的光伏发电进行并入，某些节点的电压会高出允许电压，因此，在居民光伏发电的出力和容量增加以后，各节点当中的电压也会随之上升，在光伏发电量相对较大时，潮流逆向，会在并入点当中产生极大的局部电压值，在居民光伏发电渗透率相同时，对于电压支撑而言，进行分散并入要优于集中并入[1]。

（二）损耗影响

居民光伏发电对于配网损耗的影响主要表现在并入电源的容量和位置上，要想对配电网系统运行过程中的损耗加以降低，一定要保证布置居民光伏发电的方案具有较强的合理性，还要在接入光伏发电以后，对接入居民光伏发电的不同容量和不同位置加以确定以此来调整配电网的运行结构。为了对损耗问题加以控制，应该尽量将容量较小的光伏发电电源接在输电线的末端，并将容量较大的光伏电源配置在母线附件以及变电所当中，对于接入母线负荷来说，如果光伏发电出力能够达到2倍以上，在任何位置进行光伏发电的并入都会使配电网的网损被加大，而且距离末端越近的并入位置消耗也就越大。

（三）潮流影响

在并入居民光伏发电的过程中，配电网潮流的方向和大小都会产生一定的变化，特别是潮流方向的改变会比较平凡，也正因如此，会影响到电压分布、暂态稳定、电能质量、继电保护以及损耗等系统，因此，在对居民光伏发电进行并网处理时，应该坚持就地消耗原则。

三、对继电保护方面的影响

原有配电网络当中的电源网规划主要是单电源形式的，但是在并入居民光伏发电以后，使电源网络规划逐渐向多电源的形式转变，而这种变化会对原有单电源的机电保护系统造成一定的影响，而这也是光伏发电对电网继电保护的主要影响，以下是影响的具体表现。

（一）影响三段式过流保护

如果在配电网络当中并入光伏发电以后，配电网络当中出现故障，在故障电流产生时会对故障电流水平造成一定的影响，光伏发电串入的电抗值与其发电容量有关，根据分析以后会发现以下几点问题。第一，相关线路当中的继电保护措施会出现灵敏度下降的问题，甚至会出现保护失效的问题；第二，相关线路中出现保护误动的问题；第三，会对相邻的线路造成影响，使之出现短暂的错误保护或部分功能丧失[2]。

（二）影响反时限过流保护

在配电网络当中并入光伏发电以后，如果相关线路出现故障，会导致上级保护故障电流比下级故障电流小，并且在上级保护动作时间方面也会出现比下级久的问题，但在保护配合上，上下级依然具有相对性和相满足的特性，不过为了避免光伏发电出现反相电流，导致上游保护出现误动，应该加装方向保护元件进行反时限过流保护。

（三）影响距离保护

通常配电网会使用带方向类型的距离继电器对重要线路进行保护，这种保护即为继电保护，在配电网前端的距离保护而言，在并入居民光伏发电的电源以后会使助增分支被增加，这样就会降低线路保护的作用距离，此外，光伏发电并不会对其他线路当中的继电保护造成太大的影响。

（四）影响重合闸功能

如果在配电网络当中的继电保护装置设有重合闸，在光伏发电出现故障需要进行切除时，需要在重合闸重回以前完成反应，不然就会导致电弧出现重燃的问题，影响到重合闸效用的正常发挥，因此，在配电网络当中并入居民光伏发电以后，应该对重合闸的时间进行适当的延长，同时还要对相关的系统保护进行合理的配置，使其对光伏发电网的故障适应性得到增强，还应该对重合闸线路无压进行检测，确保与光伏发电的同步性，从而使重合闸继电器被冲击的概率得到有效的控制[3]。

四、对电网电能质量方面的影响

（一）谐波电流和电压

如果将电子切流器设置在光伏发电的线路当中，那么系统当中就一定会被注入谐波电流，则会导致系统电压的失真问题被加剧，特别是在光伏发电的规模比较大时，会导致配电系统当中的电容以及光伏发电当中的电力出现谐振，且变压器或发电机绕组也会与电缆电容及电容器产生谐振，这些问题都会加大谐波的失真问题。

（二）电压暂降

与气动感应发电机的励磁无功消耗相同，居民光伏发电当中的单个单元也会在运行的过程中出现电压暂降的问题，这种问题会对其他居民敏感设别的正常使用造成一定的影响，并且由于电压暂降影响，光伏发电的电路当中也容易出现孤岛保护现象。

（三）三项缺乏平衡性

就低压居民光伏发电系统而言，在与配电网络进行并网以后，会导致低电网当中出现不平衡的问题，这种不平衡问题会造成感应发电机和电动机出现过热的问题，从而造成电力换流器以及同步电机的运

行出现不正常现象[4]。

结语

综上所述，随着社会各界对新能源需求的不断提升，以及电力产业的不断发展，低压居民光伏发电得到了广泛的应用，但是由于光伏发电的自身原因会对配电系统的运行造成一定的影响，从而影响到电网运行的质量，所以，相关人员应该针对其中的影响加以明确，并进行深入的研究，不断提升光伏发电并网的技术性，使居民光伏发电能够在配电系统当中得到更好的推广。

参考文献:

[1]郭剑凌.浅谈配网低压居民光伏发电对配网系统运行的影响[J].数字通信世界,2015,3(9):155,204.

[2]朱琳.光伏发电项目对农村社区的影响[D].华中师范大学,2016.

[3]吴旭鹏,解大,戴敏等.上海居民光伏发电并入电网的相关问题分析[J].电力与能源,2014,8(4):517-520.

[4]熊若晨,梁静.居民屋顶光伏发电的意愿调查与影响因素分析[J].中国市场,2014,2(38):105-106.