分布式光伏发电的并网接入探究

分布式光伏发电的并网接入探究

周思璇 ,李健

国网祁东县供电公司，湖南 衡阳 421000

摘要：随着低碳环保理念的提出，越来越多的人开始重视环境问题，相比传统能源使用后产生的大量污染排放量，清洁能源能够较理想地解决这一难题。在新能源中，最为常见的就是光伏发电，光伏发电作为一种新型技术，已被广泛应用于各个领域。众所周知，太阳能是自然界最常见且最容易获得的自然能源，光伏发电技术可以快速采集该能源，对太阳能进行存储及能量转换，从而可以更好地保护生态环境，实现低碳环保的生活理念。

关键词：分布式；光伏发电；并网接入

1 光伏发电技术理念

光伏发电主要的原理就是通过半导体硅使光能快速转变成电能，技术原理类似于植物通过叶绿体将光能转变成有机化学能。在能源的收集过程当中，人们只需要将光伏电板放置在易接触到阳光的地方即可，在感受到光源时将其吸收，再由化学能形成自由带电离子，这样就在自由闭合电路中形成了带电离子移动，从而产生了电流，电流转化为电能，满足生产各种需求。光伏能源相较于其他能源而言，是一种操作简单且造价合适的清洁能源，与传统的发电技术相比，效率高、成本低、无污染、易推广。

我国光伏发电技术研发已持续数年，但是仍有很多关键技术点需要进一步突破。光伏发电技术在推广及应用中也遇到一些瓶颈，例如当地政策不扶持、占地面积较大、安装位置较高、一次性投入较大等等。清洁能源的建设和使用必将成为趋势，国家可倡导绿色发展理念，加大资金投入，出台相关利好政策，有助于光伏发电技术的研发和普及。

2分布式光伏发电并网接入方式

2.1采用10 kV并网接入

分布式光伏发电装机容量在400～6000 kW时，并网电压等级应为10 kV。即光伏发电系统需配置升压变压器，将输出的电压升至10 kV后再T接至公共线路或通过10 kV专线并网接入开关站(变电站) 10 kV母线。其中，升压变压器应配置电流速断保护装置，若电流速断保护的灵敏度不能满足系统要求时，可使用纵联差动保护方式进行替代。

2.2 采用380 V并网接入

分布式光伏发电装机容量在8～400 kW时，并网电压等级应为380 V。

2.2.1 380 V接入公共电网母线

并网接入点选择为公共电网380 V低压母线，该方式需占用公共配电室或箱变的低压出线开关。

2.2.2 380 V接入用户配电系统母线

网接入点选择为用户配电室或箱变低压母线。用户采用自有电力变压器供电，并网时需占用用户配电室或箱变的低压出线开关。

2.3 采用220 V并网接入

分布式光伏发电装机容量在8 kW及以下时，并网电压等级应为220 V。选择220 V并网接入的大部分为居民用户，其并网接入点通常设在用户220 V的电能表箱处，且几乎都是采用自发自用余量上网的消纳方式。值得注意的是，在并网接入具体相序时，需核验该区域各相序已并网的分布式光伏发电总容量，避免出现三相功率不平衡问题。

2.4 并网接入的主要技术要求

按照相关电力技术规范，分布式光伏发电的并网接入的主要技术要求如下：

(1)并网接入的切换装置应设置闭锁，有明显开断点，其开关能开断故障电流，并带接地保护等功能。同时，需具备失压跳闸及检有压合闸功能，失压跳闸定值宜整定应为额定电压U的30%、延时10 s动作，检有压定值宜整定应为额定电压U的85%。

(2)并网接入点的电能计量装置应具备电压、电流、功率、电度等数据采集以及ABC三相电流不平衡监测功能，并能够实现数据的通信与存储。

(3)在并网接入点应配置防逆流保护等装置。

(4)三相电压(10 kV、380 V)并网接入时，应采用三相逆变器，且在同一位置同时并网接入。

3 光伏发电对配电网的影响

3.1 对配电网网损的影响

当光伏发电以分布式电源的形式接入到配电网中时，会对配电网的网损产生以下2种影响：①对配电网的网损产生积极的影响，即降低了配电网的总网损，但是在计算单条线路的网损时，也有可能其值有所增加。造成这种现象的原因是当某些配电网的节点本身负载较大，而接入的光伏容量和其相比并不大时，接入的光伏在降低这条线路的电量损耗方面做功不多，为此并不能使得这条配电支路的损耗有所减少，但是光伏的接入会使得线路的潮流计算发生变化，进而最终计算整个配电网的电量损耗时，其值是有所降低的。②光伏的接入对配电网的网损产生消极的影响，即增加了配电网的总损耗。造成这种现象的原因是光伏并入配电网的节点位置和并入的容量不科学，此时配电网网损不仅不能够减少反而使其值增加。当并入配电网的光伏总容量超过总负载的2倍甚至更多倍，且光伏并入配电网某些地方的容量超过该处的负载容量时，这样的光伏并入配电网的方案获得的配电网的总电量损耗就是升高的，也得到了较低的做功效率。所以光伏以分布式电源并接入配电网时，要注意其安装节点位置、容量等。

3.2 对电压稳定性的影响

光伏发电以分布式电源的形式并接入配电网时，能够提高配电网节点电压幅值。这是因为当光伏发电以负的负荷并接入配电网中时，完全可能将原来的潮流方向改变成其他流向，使得最终的配电网的电压幅值增加。太阳能光伏发电的输出电量与太阳能辐射的强弱有关，具有随机性变化的趋势，这样的光伏电源使得配电网的节点电压容易出现电压闪变和电压谐波。电压闪变严重影响了配电网输出电压的稳定性，产生这种现象的原因是光伏在工作状态与停工状态之间切换时，光伏发电和其他装置会互相影响，进而使得电压发生闪变现象，造成电压不稳定情况的出现。光伏接入配电网中使得电压谐波出现的原因是光伏并网时所必须接入的众多电力电子元件以及这些元件经常性地动作会增加系统内谐波的出现，特别是电源调节器的逆变过程都增加了谐波的出现概率。

3.3 对配电系统运行可靠性影响

当光伏发电作为备用电源进行发电时，能够对系统发生故障或线路正常检修以及春查、秋查的系统预试等造成的配电网断电事件起到很好的后备电源作用，避免出现一些重要电力用户的失负荷现象。这样的电力供应无疑增加了配电网安全运行的供电可靠性。当光伏发电以分布式电源并接入公共配电网时，对配电网的供电可靠性也有所影响，表现为积极或消极的影响，这也是由光伏发电的随机性所决定的。当光伏发电与公共配电网消极地相互影响工作时，或是光伏发电的输出电能极其不稳定，很容易使得配电网的供电可靠性下降。

当光伏发电并接入配电网时产生的另外一个不利因素是有可能增加系统震荡的时间，这是对配电网安全可靠性的严重威胁。造成这种现象的原因是当光伏发电以较大容量接入到配电系统中时，若配电网故障引发震荡时，光伏的接入不能抑制震荡的发展，反而增加其震荡的趋势。为了避免这种情况的发生，光伏接入配电网的容量要结合配电网的实际负荷情况。

4结语

分布式光伏发电的相关技术已非常成熟、稳定，单位建设成本近年来也是逐步降低，目前在工业厂房、仓储物流、通信基站、高速公路、体育场馆等领域广泛应用。分布式光伏发电的投入，不仅给用户带来了一定的经济收益，还促进了全社会“节能减排”目标的实现。目前，建设分布式光伏发电项目，已成为公共机构节能工作考核的一个重要加分项。

参考文献：

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