分布式光伏发电系统对配电网电压的影响分析

分布式光伏发电系统对配电网电压的影响分析

王 ,杰

丽水华阳电力有限公司 浙江 丽水 323400

摘要：我国电力产业进入了快速发展的时期，对经济和社会的发展起到了不可取代的作用。有更多的先进技术被应用到了电力系统中，其中以光伏发电技术最具代表性，由于采用了太阳能发电的模式，因此具有环保的特点。考虑到这种发电技术通过中高压或者低压线路和输电网对接，其运行过程中很可能发生电压越限的情况，进而威胁到配电网电压的稳定。这就决定了相关技术人员应该对分布式光伏发电系统影响配电网电压的路径展开研究，并且制定出解决电压越限问题的办法。

关键词：分布式；光伏发电；配电网

1 分布式光伏发电技术

1.1 分布式光伏发电技术的特点

目前，国际上还没有统一的分布式发电的定义，不过分布式发电作为一种发电装置具有以下两方面特性：（1）大电量较小，（2）可以直接配置在用户附近。分布式光伏发电在广义上，包括并网式和离网式两种光伏发电系统。无论是在国际上、还是在中国的配电网中，都往往采用并网式分布式光伏发电系统，且连接的路径是公共连接点，后者也是系统和负荷的分界点。

1.2 分布式光伏发电技术的优势

分布式光伏发电系统利用新能源实现发电，具有明显的优势，具体表现为以下几方面：容易操作，能够较快启动和终止运行，自动化程度较高；装配费用低；建设的工期比较短；对环境破坏较小；良好的调峰性能；能够就地发电和输送电力，设施出现问题后依然能够输送电力，为集中供电提供保障；发电量较大，能够向指定地区输送足够的电力；考虑到系统彼此独立，因此其运行中的安全隐患比较小，能够在很大程度上降低电力输送中断的情况；运行中几乎不会产生能耗，不需要配电站的支持，能够对运行成本予以有效控制，而且在使线路耗损降低的同时确保系统稳定运行。由此可见，无论是在城乡用电模式的配置、能源结构的转型，还是自然环境的保护中，这种发电技术的应用都会起到积极的作用，除此之外还为能源安全提供保障。

2 分布式光伏发电对配电网的影响

在配电网的运行过程中需要向不同的输电设备输送电力，而且大部分负荷的用电量都不稳定。而由于太阳能会受到外部环境的较大影响，因此无法确保相对稳定的发电和输电。这决定了即使采用了光伏发电系统之后也不能完全放弃公共电网的使用。除此之外，由于分布式光伏发电装机的容量越来越大，导致其接入时的渗透率越来越高，因此在很大程度上影响着配电网的运行，其具体影响包含以下几个方面。

对电网规划的影响。在配电网实际建设的前期，相关技术人员应该合理和精准预测负荷，需要考虑到配电网运行的安全及负荷的增长情况。考虑到分布式光伏发电系统在并网的过程中会受到诸多因素的影响，导致在对用电地区负荷预测与设计的过程中存在较大的变数，从而增加了电网网架的设计难度。根据现有的研究得知，采用分布式光伏发电系统时，配电系统负荷的增长会受到影响，从而对系统后期的设计带来干扰，不利于实现最佳的网络布置，从而导致电网设计存在缺陷。同时，由于分布式光伏发电系统的接入，在管治和改善配电网时也会面临更大的不确定因素。

对电能质量的影响。对于用户来说，最关注的事项是配电网是否提供高品质的电力。而配电网的电力输送会在某种程度上受到分布式光伏发电系统的左右。根据相关数据可知，配电网的电压会在分布式光伏发电系统并网之后出现相应的变化，同时，由于分布式光伏发电系统的接入，变压器于电磁元件也很可能会发生磁饱和的情况。对于辐射状的电网而已，在其输电平稳的情况下，电压会随着馈线潮流的走势而相应减少。而在分布式光伏发电系统并网时，会降低馈线输电的功率，同时分布式光伏发电系统能够在零功率情况下实现输电，从而使得负荷的节点电压增加，导致电压质量降低。在对仿真模型展开研究之后，明确了分布式光伏发电系统并网时对负荷点电压的影响，使得配电网的接纳能力提到了提升。在接入了分布式光伏发电系统之后，系统电压会出现增加，只有在对分布式光伏发电系统的容量的合理控制下，负荷点电压才不会出现越限的情况。同时，相关科研人员还以网损最小理论作为研究的切入点，通过设计与仿真，制定出了能够确保分布式光伏发电系统接入配电网之后保持电压稳定的改良方案。该项研究也对负荷点电压如何受到分布式光伏发电系统的并网方法的影响展开了分析，并且改善了其接入方法。科研人员凭借对仿真模型展开研究，得知在分布式光伏发电系统低压并网的情况下，其并网点和装机容量是影响馈线电压的主要因素。当接入点位于馈线中后部时，配电网短路容量比较不容易受到影响，同时在其接入后需要在高功率因数下发电，提高运行效率，防止配电网电压升高。

3 电压越限的解决方法

3.1 阻止电压越限

在长期的发展之后，光伏发电技术得到了更为广泛的利用，电力公司也因此获得了相应的经济利益。然而，在该项技术的实际应用过程中还必须对光伏发电展开更为合理的管控。应该在计算其运行功率时采用移动平均的计算方式。不过，通过和初识发电功率比较可知，在使用该计算方式展开计算时会出现显著的缩减情况。通过对光伏系统曲线与构架展开分析，能够计算出系统的总功率，同时通过计算子系统，能够得出各个时段的功率。由此可见，该计算方式适用于光伏系统的实际运行。同时，使用滑窗方法展开计算还能够得到更加准确的数据。

3.2 构建储能发电体系

从发电系统整体运行的角度而言，分布式光伏发电整合了体系中的不同部分，通过储能构件的运行实现电力的输送。同时，光伏发电系统也需要相关配套设备的支持，后者是储能发电系统中的主要组成部分。对于控制和调节电压而言，起到主导作用的是变流器。变流器一方面能够将电压波动控制在规定的限度你，另一方面也能够根据不同时段的需要稳定系统电压。对于直流侧架构而言，谐波的产生会受到电压的管控，从而为交流的稳定提供保障。由此可见，在分布式光伏发电系统接入的情况下，必须配置交流装置，特别是在电源模式下更是如此，在充放电的情况下也能够有效管治负载。

4 分布式光伏发电的仿真模型

仿真模型有诸多解析办法,Matlab仿真模型应用到实际计算中，能够在很大程度上解决电压越限的问题。通过构建仿真模型，能够设计出集合模拟功率和储能变流的变换装置。出于光伏发电运行特性的考虑，该仿真模型拥有随机性，能够涵盖移动部分，以此使波形状态更为合理，从而为实际功率的准确计算奠定基础。

当光伏功率出现改变时使用这种并网方法，能够通过平均移动方式获得曲线。这种计算方式的效率要高于其他方式，而且计算更加准确，能够避免电压发生较大程度的越限现象，以此确保光伏发电系统的有效运行，从而为光伏发电系统的普及提供保障。

5 结语

本文分析了在接入分布式光伏发电系统之后，配电网电压的波动情况，以此提出了防止电压越限的合理方法。同时，研究了体系构架和配电网电压的变化幅度情况，以此制定了改善储能发电系统运行的方法。通过上述分析可知，影响中国目前配电网电压的主要因素是节点配网构架和不同时段的电压值，因此为了能够更加有效地对配电网电压展开控制和调节，科研人员还应该对相关影响因素展开分析，为中国光伏发电系统的应用奠定基础。

参考文献

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