國網(wǎng)邢臺供電公司 韓勝峰 梁曉尊

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分布式光伏電源接入對配電網(wǎng)的影響及應(yīng)對策略研究

國網(wǎng)邢臺供電公司 韓勝峰 梁曉尊

【摘要】近年來，我國的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，越來越多的分布式光伏電源接入到配電網(wǎng)中。對于傳統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)而言，分布式光伏電源的接入勢必會打亂其運行，造成一定的不良影響。本文將對分布式光伏電源接入后對配電網(wǎng)的影響進行分析，并提出相應(yīng)的應(yīng)對策略。

【關(guān)鍵詞】分布式光伏電源；配電網(wǎng)；應(yīng)對策略

光伏電源具有明顯的不連續(xù)性和受天氣影響的群發(fā)性，是一種間歇式電源。分布式光伏電源在接入配電網(wǎng)后，會讓本來是單端輻射性網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)變成復(fù)雜的多端系統(tǒng)。而分布式光伏電源接入配電網(wǎng)后會直接影響配電網(wǎng)的各個方面，為了避免造成嚴(yán)重的損失，必須要弄清配電網(wǎng)可能受到的影響并找到應(yīng)對策略。

1　分布式光伏電源接入后對配電網(wǎng)的影響

根據(jù)實際案例的分析發(fā)現(xiàn)，分布式光伏電源接入后會對配電網(wǎng)造成以下幾點影響：

1.1對系統(tǒng)電壓的影響

一般的配電網(wǎng)都會呈現(xiàn)出輻射狀，正常情況下是電壓沿饋線潮流方向逐漸減弱。光伏電源的接入會讓放射狀結(jié)構(gòu)的配電系統(tǒng)變成多電源結(jié)構(gòu)，潮流的方向和大小都可能因此發(fā)生很大的變化，從而影響配電網(wǎng)原本穩(wěn)定的電壓，其主要的影響是：

（1）配電網(wǎng)饋線上的電壓分布會因光伏電源的接入而受到極大影響，這些影響都是根據(jù)光伏電源的接入位置和容量大小來深入判斷的。

（2）集中在同一節(jié)點上滲透率相同的分布式電源相對于分布在多個節(jié)點上的分布式電源對電壓的支持效果更弱。

（3）沿饋線的各負(fù)荷節(jié)點處的電壓會因為DG輸出的無功支持和饋線上傳輸功率的減小而被抬高。

1.2對電能質(zhì)量的影響

一般情況下都是以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)，在電網(wǎng)中接入分布式光伏電源。在接入光伏電源時，大量的電力電子轉(zhuǎn)換器會使非線性負(fù)載急劇上升，讓電能質(zhì)量受到一定的影響：

（1）電壓閃變。電壓反饋控制設(shè)備間相互的作用帶來的影響、啟動一個很大的光伏發(fā)電站以及短時間內(nèi)發(fā)生劇變的光伏電站的輸出都是引起電壓閃變的原因。

（2）諧波的大量帶入。分布式發(fā)電會使用大量的電力電子設(shè)備，這些電力電子設(shè)備會給系統(tǒng)帶來大量的諧波發(fā)電的方式和轉(zhuǎn)換器的運作模式都會影響諧波的幅度和階次。

1.3對配電網(wǎng)安全的影響

（1）注入直流分量。配電網(wǎng)中的電流型變壓器、計量儀表、電流式漏電斷路器、變壓器等都會因為直流分量的注入受到不利影響，受影響最嚴(yán)重的是變壓器和電流式漏電斷路器。

（2）不帶隔離變壓器的PV系統(tǒng)雜散電容引起的EMC。一般情況下，并網(wǎng)PV都要以帶隔離變壓器的方式接入。如果不以這樣的方式接入，就會在雜散電容上存在交流電時引起地線的意外斷開，給人帶來觸電的隱患。

1.4對短路電流的貢獻(xiàn)和非正常孤島

（1）在光伏電源接入配電網(wǎng)后，接入到配電網(wǎng)絡(luò)中的PV系統(tǒng)可以在配電網(wǎng)電壓較低和電流輸出過大的時候通過PV逆變器的處理使其不會影響整個電網(wǎng)的運行。

（2）非正常孤島。隨著越來越多的分布式電源接入到配電網(wǎng)絡(luò)中，非正常孤島的出現(xiàn)可能性就上升了。

1.5影響系統(tǒng)保護和損耗

引入PV后，配電網(wǎng)絡(luò)會發(fā)生很大的變化，若出現(xiàn)線路故障，PV將會影響整個配電系統(tǒng)中電流的大小、流向、分布和重合閘的動作行為。

（1）降低延時電流速斷保護的靈敏度，嚴(yán)重的時候甚至?xí)霈F(xiàn)拒動的情況。

（2）引起本線路過流保護的誤動。

（3）瞬時速斷保護在相鄰的線路中出現(xiàn)誤動，失去選擇性。

（4）重合閘可能因PV的接入不能重合。

（5）分布式電源的接入會讓配電網(wǎng)在運作使的系統(tǒng)損耗發(fā)生變化，系統(tǒng)的損耗可能增加也可能減少，主要取決與整個分布式電源接入配電網(wǎng)是的具體情況。

1.6影響整個配電網(wǎng)的規(guī)劃

（1）分布式電源的應(yīng)用使電力系統(tǒng)的現(xiàn)在和未來都出現(xiàn)不確定性。當(dāng)分布式電源成為大多數(shù)用戶電能供應(yīng)來源的時候，負(fù)荷的增長情況將變得不可預(yù)測，而以后的配電網(wǎng)規(guī)劃就會成為紙上談兵。

（2）分布式電源的接入會使得配電網(wǎng)出現(xiàn)多個發(fā)電機節(jié)點，這些節(jié)點的出現(xiàn)會讓人難以把握整個配電網(wǎng)絡(luò)。這樣就使得在所有可能的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中找到最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)布置方案變得更困難。

（3）分布式電源在被很多人接受的時候，這些人和使用原有的單向電源的人之間勢必會出現(xiàn)矛盾。他們的矛盾根本是各自使用的電源的發(fā)展問題，但要讓這兩種電源組成的配電網(wǎng)絡(luò)安全、優(yōu)質(zhì)的運行，還需要花費很多的人力、財力以及物力，且不是短時間內(nèi)可以完成的。

（4）分布式光伏電源使用的一次性能源具有多樣化的特點與機組類型使得配電網(wǎng)絡(luò)的電源結(jié)構(gòu)和利用效率成為棘手的問題。國家在進行配電網(wǎng)的規(guī)劃時，會因為分布式電源的廣泛應(yīng)用而受到影響。

2　應(yīng)對策略

（1）將有載調(diào)壓變壓器和電壓調(diào)節(jié)器等設(shè)備應(yīng)用到中低壓配電網(wǎng)絡(luò)中，利用這些設(shè)備控制負(fù)荷節(jié)點的電壓偏移。在對配電網(wǎng)絡(luò)中的電壓進行調(diào)節(jié)控制時，要特別重視重負(fù)荷時間段的調(diào)節(jié)，一般是物件和夜間的負(fù)荷較重，應(yīng)重點針對。

（2）對于分布式電源對電能質(zhì)量的影響，一般都不能準(zhǔn)確的將其完全消除。最有效的控制方式是通過限制PV逆變器的容量而防止特定次數(shù)的諧波產(chǎn)生共振，從而達(dá)到減小分布式電源對電能質(zhì)量的影響。

（3）消除直流分量的注入。大量的科學(xué)研究表明，直流分量跟電路的設(shè)計參數(shù)和調(diào)制頻率在偶數(shù)次諧波產(chǎn)生的配電網(wǎng)電壓波形畸變情況下游直接的關(guān)系。所以可通過PWM逆變器過濾采集到的配電網(wǎng)電壓信號和提高調(diào)制頻率來消除直流分量的注入。以帶隔離變壓器的方式進行并網(wǎng)PV的接入，這樣就能防止EMC的出現(xiàn)。

（4）對于分布式電源對短路電流的貢獻(xiàn)和非正常孤島，并不會帶來大的危害，甚至?xí)硪恍┖锰?，所以不必過分在意。

（5）可通過在配電網(wǎng)絡(luò)運行的過程中對系統(tǒng)保護進行實時監(jiān)控，出現(xiàn)問題時及時采取措施，從而實現(xiàn)系統(tǒng)保護的完善。分布式電源對損耗的影響可能是有利的也可能是有害的，但可以通過調(diào)節(jié)分布式電源的位置來解決這個問題。

（6）根據(jù)分布式電源實際運行過程中的負(fù)荷變化情況找到大致負(fù)荷的變化規(guī)律，如果實在找不出規(guī)律，就按照可能出現(xiàn)的最大變化對其進行規(guī)劃。對于分布式電源的使用量和用戶之間的沖突，可進行強行規(guī)定或地域劃分且在最短的時間內(nèi)完成。這樣可以保證分布式電源的應(yīng)用更易控制。對于分布式電源的能源使用問題，可通過指定能源種類的方法使其得到一定的處理。

總的來看，分布式光伏電源的接入會使配電網(wǎng)受到極大的影響。其中有好的影響也有不好的影響，好的影響我們可以放任不管，不好的影響我們可以通過一定的方式對其進行控制，將影響降到最小。而分布式光伏電源在能源日益枯竭的當(dāng)代社會對節(jié)約能源有很大的作用，所以要對其加以利用。至于對電力系統(tǒng)的影響都是可以盡力克服的，不能因為一些因素而放棄對社會發(fā)展有利的東西。

韓勝峰（1977-），男，河北邢臺人，高級工程師，主要研究方向：從事信息系統(tǒng)應(yīng)用、分布式電站接入、配電網(wǎng)規(guī)劃等方面技術(shù)管理工作。

作者簡介：