高文景

摘 要：隨著國家新能源利好政策的出臺，越來越多的分布式電源將接入公用電網(wǎng)，這些電源的接入，不僅存在規(guī)?；瘞淼碾娋W(wǎng)總體負荷平衡問題，還將對配電網(wǎng)安全運行構(gòu)成直接影響。為了能夠響應國家政策，積極消納新能源同時確保配電網(wǎng)安全運行，就必須從分布式能源特征入手，考慮其對配電網(wǎng)所帶來的各種影響。文章先探討分布式光伏電源的接入方式，然后分析對配電網(wǎng)的影響，最后分析針對性的保護措施。通過文章分析，以期提高配電網(wǎng)系統(tǒng)對分布式電源接入的適應能力。

關(guān)鍵詞：分布式光伏；配電網(wǎng)；接入方式；影響

分布式光伏電源作為一種并網(wǎng)發(fā)電的形式，主要應用于中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)中，一般以10千伏及以下電壓等級接入公用電網(wǎng)或離網(wǎng)運行。由于光伏電源本身對一次能源不可控，若不配備電能存儲設(shè)備，將存在隨機性及波動性的發(fā)電特性。對于配電網(wǎng)來說，做為電源接入公共電網(wǎng)，對公用電網(wǎng)及其它用戶造成的安全影響相對于其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益來說要一樣重要，對其入網(wǎng)運行安全評估是必要環(huán)節(jié)。

1 分布式光伏電源的接入方式

1.1 采用10V專線并入電網(wǎng)

這是一種非常典型方式，一般應用于商業(yè)化運營的小型發(fā)電公司，直接與電網(wǎng)企業(yè)進行電能交易，沒有直饋用戶。專線一般經(jīng)配電線路接于電網(wǎng)公司的變電站或開閉所的10千伏母線。這種方式對于用戶來說，投資較大，一般為公共電網(wǎng)未覆蓋的無電地區(qū)所應用的一種并網(wǎng)方式。這種接入方式，如果是完整接線，有利于配電網(wǎng)綜合調(diào)度與安全控制，對公共電網(wǎng)其它用戶直接影響較小，但對接入點上一級保護影響不可忽視。

1.2 利用T接方法并入到10kV公用電網(wǎng)線路

T接也存在多種形式，根據(jù)不同的設(shè)計，有接入干線，有接入支線方案。對于光伏電源企業(yè)來說，是一種較為經(jīng)濟的接入形式，但對電網(wǎng)安全運行卻構(gòu)成一定影響，并網(wǎng)線路故障，影響該線路的所有用戶，這種接入方式，應納入配電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度管理，接入調(diào)度自動系統(tǒng)。

圖1 采用10kV專線并入電網(wǎng)的方式并接入公共電網(wǎng)

1.3 分布式光伏接入380v低壓母線

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)直接通過電纜來接到配電變壓器380V配電系統(tǒng)，一般為民用自發(fā)自用、余電上網(wǎng)的小型光伏電源，裝機不超過6MW。隨著科技進步、光伏產(chǎn)品價格不斷下降，以及智能家居的普及，這種并網(wǎng)方式將會越來越多，其分散性、規(guī)?；?、反調(diào)峰特性、無調(diào)度管理特征將對電網(wǎng)安全運行帶來一定威脅。

2 接入配電網(wǎng)的影響

分布式光伏電源在接入配電網(wǎng)之后，對配電網(wǎng)的影響大致如下：首先，對電壓產(chǎn)生影響。分布式光伏電源在接入之后，沿饋線潮流方向傳輸功率將會減少，線損降低，使得沿饋線各負荷節(jié)點處的電壓將會被抬高。若電源功率較大，在不同光照條件下，還將會對電壓造成波動及閃變。其次，會產(chǎn)生非正常孤島。在實際工作中，越來越多的分布式光伏電源的接入將會使得非正常孤島產(chǎn)生的可能性將會變得越來越大。非正常孤島一旦產(chǎn)生就會對整個電網(wǎng)及其它用戶正常用電造成影響。在電網(wǎng)部分區(qū)域分布式電源達到一定規(guī)模后，應做好運行分析以及適時開展網(wǎng)源協(xié)調(diào)改造，保證其它用戶可靠供電同時，保證發(fā)電設(shè)備安全。最后，對于短路電流助增作用。分布式光伏電源接入之后，線路故障將會提供短路電流，故障點的短路電流與網(wǎng)側(cè)單一線路計算值將會存在差異，導致網(wǎng)側(cè)不能快速切除故障，危及線路安全。2003年美國的NERL（美國可再生能源國家實驗室）曾做過關(guān)于分布式發(fā)電與配電網(wǎng)絡(luò)之間的交互影響的研究。采用以逆變器方式接入的分布式電源，仿真原型建立在13.2kV的中壓配電網(wǎng)絡(luò)上，分布式電源的容量是5MW，研究重點是熔斷保護特性。結(jié)果表明，當發(fā)生單相和三相故障時，以逆變器方式接入的分布式電源對短路電流的貢獻很小，短路電流主要來自主網(wǎng)，甚至比5MW感應電機提供的短路電流還要小的多。因此，可以得出以控制電流注入的光伏電源逆變器對短路電流貢獻不大的結(jié)論。但是也應注意其規(guī)模化后對上一級電網(wǎng)短路電流的影響。

3 保護措施研究

3.1 對于電壓過高的控制

分布式光伏電源在接到配電網(wǎng)之后電壓會造成負荷節(jié)點電壓升高，針對這種情況，可在配電網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置有載調(diào)壓變壓器及調(diào)壓器等設(shè)備進行處理，在光伏集中地區(qū)，可選用動態(tài)無功補償（SVG）調(diào)節(jié)無功，穩(wěn)定電壓。

3.2 對非正常孤島的防范

一是加強光伏電源近區(qū)負荷監(jiān)控與預測，做好電站出力與負荷統(tǒng)計分析，隨著光伏電站規(guī)模不斷增大，電站出力大于等于干線負荷時，可考慮配電網(wǎng)分網(wǎng)改造；二是加強電站保護裝置的運行維護，在保證系統(tǒng)要求的低電壓穿越穿越能力、頻率偏差前提下，盡可能加強與配電網(wǎng)網(wǎng)側(cè)保護及安全自動裝置（含備自投）裝置定值配合，在電站無故障條件下，能夠快速、可靠的將電站與系統(tǒng)隔離。

3.3 對于短路電流的控制

光伏電站集中在一個區(qū)域，裝見規(guī)模增大后，如前述分析，應及時校核負荷支線（一般線徑較小、保護簡單）末端短路故障時支線的熱穩(wěn)定以及多個光伏電站公用并網(wǎng)段線路的短路電流，及時更換導線以及支線保護設(shè)備，提高光伏電站過電流保護靈敏度。必要時應進行配電網(wǎng)分網(wǎng)改造。隨著國家節(jié)能減排政策的進一步深化，越來越多的分布式發(fā)電設(shè)備入網(wǎng)，配電網(wǎng)負荷特性發(fā)生變化，這些發(fā)電設(shè)備的入網(wǎng)運行，對配電網(wǎng)安全運行、管理帶來諸多問題。文章首先是分析了其接入方式，之后分析其影響，最后借助其影響來分析保護控制措施。通過文章的分析發(fā)現(xiàn)分布式光伏電源的接入必須要進行嚴密監(jiān)控，實施過程監(jiān)督管理，在實際工作中要掌握其運行特性，通過實時監(jiān)控與運行分析，不斷提高電站端、配電網(wǎng)端的相互適應能力，在保證安全運行的前提下，積極響應國家政策，提高新能源設(shè)備利用率。

參考文獻

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