分布式光伏并网对电网运行的影响分析

分布式光伏并网对电网运行的影响分析

姚方亮

广西电网有限责任公司钦州浦北供电局 广西 钦州 535000

摘要：伏发电并入传统电网系统能够减少火电的发电量，减少环境污染。通过对分布式光伏并网结构进行阐述，对目前光伏并网对配电网运行的影响进行研究，提出了对应的优化措施，有助于促进光伏并网发电在电网系统中发挥更大的作用，促进新型能源的发展。

关键词：分布式；光伏并网；电网运行；影响分析

光伏发电作为一种绿色能源的运用，其应用前景和能源应用效率已经在社会上得到广泛认可。目前分布式光伏发电正在逐渐地加入国家电网，实行大规模的并网。而由于光伏发电间歇式的性质，有必要研究大规模并网过程中分布式光伏对电网运行的影响、探究提高分布式光伏并网后利用效率的方法以及保证电网运行安全稳定的措施。

1 分布式光伏发电系统概述

分布式光伏发电系统由光伏组件、汇流箱、逆变器等构成。光伏组件作为该系统的核心，可利用半导体晶体硅将光能转化为电能；汇流箱的作用是将光伏组件产生的电能进行汇总，并利用直流柜和逆变器将光伏组件产生的直流电转化为交流电；逆变器具有滤波作用，能够减少交流输出的高次谐波，提高电能质量。分布式光伏发电系统通过升压系统使光伏发电的电压与电网电压一致，完成并网。分布式光伏发电的优势在于能源利用率高，减少了资源的浪费，同时还能带来极大的社会效益和经济效益。但是其缺点也十分明显，分布式电源并网时会改变电网的拓扑结构，导致电能质量下降，导致电网保护的误动、拒动等问题。

2 分布式光伏并网对电网运行的影响

2.1 对供电可靠性的影响

单个变电站在进行连接光伏电网时，上级电站出现故障时，就有可能导致其光伏电站的设备不能够科学稳定的运行，并且光伏电站一般不具备有自动调压或者是调频的功能，因此会产生较大的影响。光伏并网后，其他线路的用电用户的电力使用的稳定性受到了影响。分布式光伏电站在传统的有源电站出现故障时，当其出现故障时就会首先暂停，然后分布式光伏发电系统由于其接入到了公共的输电线路中，其也会产生相应的故障，这就影响到了配电网系统正常电路使用的其他用电用户的电力使用的稳定性。当出现故障时，由于光伏电站一般很少由专业人员维修，这就导致了其在故障维修时，增加了维修停电时间，严重影响运维工作的开展。

2.2 继电保护的影响

由于传统配电站的电网为放射状网络，而主馈线的三段式保护也很容易在大量的分布式光伏配入电网后被打破，主要是因为不同分布式光伏配入电网会导致配电站的运行方式变得复杂多样，且不能再维持放射状网络的形状，容易在原来的电流中产生“故障电流”。而“故障电流”会影响电网三段式保护的整定，造成配电网不能按照规定要求进行整定，相邻的分布式电网并入，一旦一边出现问题，将有可能引起两边的继电保护元件误动，从而导致两边的继电保护都受到影响，不仅延长、扩大的停电的区域，维修工作也难以进行，并且，这种情况不进行及时的维修，很容易造成永久性的装置故障，届时，需要更换新的转换器来处理，并且继电保护损坏的两个分布式光伏也需要重新并网。

2.3 配电网电器信息采集的影响

分布式光伏电站发展逐渐呈现出了分布广数量多的特点并且在收集信息方面其数据信息采集难度大。分布式光伏电站之间实现数据的发送和传递采用的是无线电的方式进行传输的，这种传输形式传输的性能较差，并且在二重安全保护的时候压力也是非常大的。光伏电站采取这种形式的信息传输，改变了传统的传输方式，使得电网系统的电力通信压力更大。无线传输模式的稳定性相比于传统的有线传输模式较差，在实际运行过程中会影响到配电网的数据信息的传递的准确性。光伏电站涉及到的数据信息相对较多，因此在实际的安装过程中会由于节约成本导致质量不过关，影响后期的数据信息收集。

3 分布式光伏并网的优化建议

3.1 搭建分布式电源接入控制系统

分布式电源接入控制系统是一种集数据采集、存储、分析、结果展示与调度控制等多种功能于一体的智能系统。控制系统可以对380V和10kV并网分布式光伏组件进行动态监测。分布式光伏组件的运行信息会经过通信网实时上传至分布式电源接入控制系统。该系统会对前端传递信息作出计算、处理、分析，以判断光伏并网过程中对配电网产生的影响。根据预测结果，生成相应的指令并完成配电自动化、调度自动化，保证分布式光伏电源能够顺利入网，降低对配电网运行带来的负面影响。处理结果会同步发送至Web信息发布系统，在显示器上呈现，以便管理人员随时了解配电网的运行情况。分布式电源接入控制系统进一步提高了光伏并网的自动化水平，并且在系统智能调控下改善了配电网的运行状态和电能质量。

3.2 促进电网和分布式光伏的协调控制

为了保证电力用户的正常用电需求，可以通过提升电网和分布式光伏的协调控制来实现。协调两者之间的控制，保证配电网的稳定、可靠运行，尽可能降低分布式光伏并网对于配电网的不利影响。参考国外技术成熟的企业的实验示范，其核心主要要求企业发挥主动配电网的统筹作用，对于供电能力相对薄弱的地区安装相应的负荷设备和储能设备，加强对该分布式光伏发电的灵活对接，在电压和功率一定的情况下，做好储能装置、负荷装置、发电配网之间的控制工作，从而提高整体配网的高效、稳定运行。

3.3 积极落实数字化工具的开发与应用

以实际问题为导向对监测维度进行拓宽。要实现设备监测维度的科学拓宽，相关部门则要以实际问题为引导，对光伏项目进行实时监测，并对具体监测数据进行综合分析。采用数据中台对用户与配变档案进行在线梳理，结合配变实时功率数据信息，对数据监测的频度进行合理压缩，并且拓展负载监测，例如，从正侧到反侧进行双向监测，确保光伏发电对配变的实际影响得到实时精准的反映。技术人员在开展配变分级预警分析时，要综合反向重过载时长，反向最低负载率，以及反向最大负载率的具体发生时刻等等因素，确保隐患设备能够得到技术人员的及时发现与科学处理。增强管理工作的精准性与时效性。

3.4 完善光伏并网的管理制度

在光伏发电技术日益成熟的背景下，配套的管理制度、技术规范也必须尽快建立起来，这对于光伏产业的良性发展至关重要。鉴于分布式光伏电源并网对配电网运行带来的多种危害，必须要尽快制订普遍适用的规章制度，让不同规模、不同类型的光伏发电站在并网时能够遵循统一的标准，从而减少配电网正常运行时产生的不良影响。例如，出台分布式光伏接入配电网继电保护装置的技术规范，要求光伏发电站在并网前必须要安装继电保护装置；对并网前光伏发电的各项参数作出明确规定，如谐波含量限值、电压波动范围等，对于不符合规定的并网一律不允许。发挥管理制度的约束作用，对保护配电网的安全和可靠运行也有积极帮助。

4 结束语

分布式光伏并网给电网运行带来许多方面的不良影响，主要体现在电能质量降低、供电可靠性降低、继电保护要求更高和带来更加复杂的电气信息。而面对如今大规模的并网，需要采取针对性的措施来解决对配网安全运行的影响，除了本文所提及的一些优化策略，广大技术人员在实际操作过程中还需要不断地积累和总结经验，积极开发相关硬件和软件设备，充分利用当地资源，处理好每一个分布式电网的并网流程，为电网安全运行创造良好的条件，保护整个电力系统的安全运行。

参考文献：

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