探讨分布式光伏发电对低压电网的影响与对策

探讨分布式光伏发电对低压电网的影响与对策

阮锡江

国网尤溪县供电公司   福建三明   365100

摘要：本文主要从分布式光伏发电对低压电网的影响进行深入分析，并提出相应的对策与解决措施。

关键词：分布式光伏；低压电网；电能质量

引言

分布式光伏发电特指在用户场地附近建设，运行方式以用户侧全额上网、自发自用、自发自用余电上网等多种方式并网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。分布式光伏发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原则,采用光伏组件将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。

虽然分布式发电具有很多优势，但是当其接入低压电网时会对电力系统的电能质量造成一定的影响。电能质量差，将降低用户对电能使用的满意度，严重损害供电企业的品牌形象。本文主要对低压电网中以太阳能为主的分布式光伏发电进行探讨。

一、分布式光伏发电对低压电网的影响

（一）分布式光伏发电系统对电能质量的影响

目前农村地区常用的分布式电源主要为太阳能。它是利用光电效应,把太阳光直接转化而成能量。经过现场实践发现，当分布式光伏发电系统与低压电网连接后，逆变器将会产生谐波，这种谐波会持续很长一段时间。我们需要注意的是，太阳能发电系统需要供电，但是它的工作稳定性会受到影响。特别在阴天或雨天等气候条件下，太阳能光伏系统不能正常工作，而且不稳定，会对电网造成一定的影响。另外，由于低压电网设备或供电线路改造不彻底，当分布式光伏发电用户集中在某个低压电源T接点时，将会造成线路过载或线路线径过小产生的“瓶径”现象，影响整个配变台区低压电网的电能质量。

（二）分布式光伏发电系统造成的孤岛效应

孤岛效应指电网突然失压时,并网光伏发电系统仍保持对电网中的邻近部分线路供电状态的一种效应。 孤岛是一种电气现象,发生在一部分的电网和主电网断开,而这部分电网完全由光伏系统来供电。在分布式光伏发电中,因为孤岛会损害公众和电力公司维修人员的安全和供电的质量,在自动或手动重新闭合供电 开关向孤岛电网重新供电时有可能损坏设备，同时也会对电力的维护安全工作造成危害。

二、分布式光伏发电的并网要求

（一）分布式光伏发电系统的接入方式

分布式光伏系统进行并网时，必须要达到安全标准，以防止因低压电网的高电压、大短路电流泄漏所可能引起短路的电气故障,一般可以使用隔离变压器技术来进行处理。需要同时确保这二个电气系统能够在完成并网工作后还能够继续顺利地输送电能。如果低压并网时电压差异变化较大,需要保证低压供电末端系统变压器的总容量应不应大于整个低压系统供电的末端变压器总供电负荷区域容量的百分之二十五。此外,并网系统的短路电压一般不会超过现有分布式光伏系统电压的十分之一。

（二）分布式光伏发电系统电能质量要求

目前分布式光伏发电设备品质参差不齐，必须在并网之前对其进行评价。电力评价指标包括电源容量、并网方式、换流器类型等。分布式光伏发电系统在投入使用后，所发出的电力，将会在电流偏差、谐波传动、闪变、电流波动、谐波补偿等技术方面均达到国家标准。此外,分布式光伏系统中的系统电压、功率的控制问题也是其中一个比较关键的方面,在系统并网运行前后,电力的供应电压的高低波动也存在着一定程度的规律性。当系统并网运行后,为有效保证整个系统电源的安全正常的工作,必须要通过采用分布式光伏发电系统的设计方法来合理调节系统发电功率和电压。

三、相关影响的解决措施

（一）电能质量相关影响的解决措施

目前无法完全减少分布式光伏系统运行对电能质量造成的直接影响。技术人员通过利用一些措施来逐步降低这些影响。可在项目规划实施阶段,选定一套合理有效的光伏电源品质检测监控系统装置,并统一将其集中配置安装在整个分布式光伏发电系统的一端,进行系统的性能检测，满足稳定性要求。同时，可以通过配变调档、三相负荷平衡调整、末端柔性直流电压调整装置等方式进行电能质量调整。

（二）孤岛效应的解决措施

并网光伏逆变器加装孤岛保护功能。加装防孤岛保护装置主要是为实现防孤岛准备的二次保护，确保更加安全可靠。目前光伏发电系统防孤岛技术主要可以分为三大类:外部孤岛检测技术、主动孤岛检测技术、被动孤岛检测技术。其中主动孤岛检测技术和被动孤岛检测技术又统称为内部孤岛检测技术。主动孤岛检测技术对电网施加扰动，成本低，可以有效减小盲区，但是扰动会导致电能质量降低，扰动力度太小，检测速度慢，盲区大，扰动力度大，则电能质量差，也可能导致系统不能正常工作，所以主动孤岛检测技术要控制好扰动力度。被动孤岛检测技术，不影响电能质量，成本也低，但是盲区太大。目前主要推行并网逆变器采用主动孤岛检测技术和被动孤岛检测技术至少各一种，两者结合，互相弥补，可以有效实现孤岛效应的保护。

（三）提升管理方面

用电检查人员严格落实分布式光伏能源并网协议合同的内容，对用户光伏发电的容量、并网措施、安全措施等方面进行定期检查。同时，对并网设备的电压、电流、有功、无功、发电量等情况进行实时监测。另外，台区责任人做好定期巡视与走访，做到并网设备安全可靠并网发电。

（四）改进技术方面

首先，保证电压偏移、谐波、闪变、电压波动、三相不均衡等都要满足国家电能质量标准。根据国家规定，在分布式光伏发电系统中安装 A级电能质量监控装置。其次在光伏电子线路的一侧加装继电保护，根据线路的具体情况，适当设置超压、欠电压等安全措施，以保证系统的正常运行。另外，对上网过（重）载线路或配变进行及时改造，减少线路固有电量损耗，同步提升供电线路电能质量。

结束语

分布式光伏发电电源的并网，加大了所在区域的负荷预测难度，改变了既有的负荷增长模式。大量的分布式电源的接入，使配电网的改造和管理变得更为复杂。分布式光伏发电实现绿色能源的合理利用，不但扩大了电能的供给，而且也引起了人们对环保和节能问题的关注。同时，大规模集中的光伏并网发电给低压用户带来了一定的经济效益。在全国上下大力推广新型绿色能源的形势下，我们要加强对电网的管理，合理规划电网资源，使分式光伏电源光伏发电成为供电企业与用户“共赢”的项目，同时对优化能源结构、推动节能减排、实现经济可持续发展具有重要意义。

参考文献

[1] 王林清. 探讨分布式光伏发电对低压电网的影响及对策[J]. 电子乐园, 2019(10):1.

[2] 李积梅. 分布式光伏发电对低压电网的影响及对策[J]. 通信电源技术, 2020, 37(4):2.