林鼎浩

（國(guó)網(wǎng)盧氏縣供電公司，河南 盧氏 472200）

引言

隨著分布式電源技術(shù)的發(fā)展，在國(guó)家有關(guān)政策的支持下，分布式光伏電源將得到迅猛發(fā)展，大量分布式電源并網(wǎng)，使電網(wǎng)由傳統(tǒng)輻射式的單端網(wǎng)絡(luò)變成一個(gè)遍布電源和用戶互聯(lián)的多端網(wǎng)絡(luò)，電力潮流不再單向地從變電站母線流向各負(fù)荷，給電網(wǎng)造成威脅。

一、分布式光伏發(fā)電特點(diǎn)分析及原理

光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。它具有常規(guī)火力發(fā)電系統(tǒng)所不具備的優(yōu)勢(shì)：無(wú)枯竭危險(xiǎn)、安全可靠、無(wú)噪聲、無(wú)污染排放。不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面。同時(shí)微電網(wǎng)接入采用了電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)的“柔性”接入，其電源特征與常規(guī)的發(fā)電機(jī)發(fā)電接入不同，從而對(duì)常規(guī)的配電網(wǎng)繼電保護(hù)帶來(lái)影響。

光伏發(fā)電的主要具體原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光子照射到金屬上時(shí)，它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內(nèi)部引力做功，離開(kāi)金屬表面逃逸出來(lái)，成為光電子。硅原子有4 個(gè)外層電子，如果在純硅中摻入有5 個(gè)外層電子的原子如磷原子，就成為N 型半導(dǎo)體；若在純硅中摻入有3 個(gè)外層電子的原子如硼原子，形成P 型半導(dǎo)體。當(dāng)P 型和N 型結(jié)合在一起時(shí)，接觸面就會(huì)形成電勢(shì)差，成為太陽(yáng)能電池。當(dāng)太陽(yáng)光照射到P－N 結(jié)后，空穴由P 極區(qū)往N 極區(qū)移動(dòng)，電子由N 極區(qū)向P 極區(qū)移動(dòng)，形成電流。

二、分布式光伏電源并網(wǎng)影響分析

（一）對(duì)檢修人身安全方面的影響

分布式光伏電源的接入使得配電網(wǎng)由傳統(tǒng)輻射式的單端網(wǎng)絡(luò)變成了一個(gè)遍布電源和用戶互聯(lián)的多端網(wǎng)絡(luò)，電力潮流也不再單向地從變電站母線流向各負(fù)荷，給配電網(wǎng)檢修帶來(lái)安全隱患，主要是在計(jì)劃停電檢修的區(qū)域內(nèi)有可能會(huì)存在“孤島”運(yùn)行的分布式光伏電源，造成反送電，從而威脅檢修人員人身安全。

（二）低壓并網(wǎng)點(diǎn)設(shè)備不具備“明顯斷開(kāi)點(diǎn)”

10kV 并網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置在10kV 開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，能滿足現(xiàn)行《電力安全工作規(guī)程》關(guān)于“明顯斷開(kāi)點(diǎn)”“驗(yàn)電”“接地”“掛牌”等安全措施要求。但是，220V/380V 并網(wǎng)點(diǎn)基本釆用2～3 級(jí)空氣開(kāi)關(guān)，均不具備“明顯斷開(kāi)點(diǎn)”的功能，雖然可以“驗(yàn)電”但在用戶側(cè)基本不具備“接地”能力，只有向公網(wǎng)延伸至低壓環(huán)網(wǎng)柜處才能安裝“接地”，造成傳統(tǒng)要求的在檢修工作地點(diǎn)處裝設(shè)接地難以落實(shí)。

（三）短路電流水平影響

理論計(jì)算表明，在機(jī)端短路時(shí)，逆變器類并網(wǎng)的分布式電源提供短路電流僅為其額定電流的1.1-1.5 倍，旋轉(zhuǎn)電機(jī)類并網(wǎng)的分布式電源提供短路電流可達(dá)其額定電流6～10 倍。因此，對(duì)采用低壓分散方式并網(wǎng)的分布式電源，由于機(jī)組容量較小且多數(shù)為光伏發(fā)電，機(jī)組短路電流較小，對(duì)低壓配電網(wǎng)短路電流水平的影響較?。坏萘枯^大的燃?xì)廨啓C(jī)、柴油機(jī)等旋轉(zhuǎn)電機(jī)類型的分布式電源接入配電網(wǎng)，將會(huì)顯著增加配電網(wǎng)的短路電流水平。隨著城市配電網(wǎng)的快速發(fā)展，配電網(wǎng)短路電流水平呈逐年上升趨勢(shì)，特別是一些負(fù)荷密集東部城市，現(xiàn)有10kV 斷路器遮斷容量為20kA，預(yù)計(jì)未來(lái)兩三年部分地區(qū)10kV 母線短路電流水平將會(huì)接近規(guī)劃上線，一旦大容量旋轉(zhuǎn)電機(jī)類型分布式電源并網(wǎng)，將使短路電流水平超過(guò)系統(tǒng)斷路器遮斷容量。

三、分布式電源并網(wǎng)安全管理具體實(shí)踐

（一）嚴(yán)格執(zhí)行安全措施要求

目前，分布式電源在并網(wǎng)前，均要求進(jìn)行有關(guān)一次接線方式的審核和驗(yàn)收（包括隔離開(kāi)關(guān)兩側(cè)可進(jìn)行接地保護(hù)措施的實(shí)施），保證其設(shè)備和發(fā)電能力手續(xù)齊全、質(zhì)量合格，不危及電網(wǎng)安全。電網(wǎng)營(yíng)銷部門負(fù)責(zé)分布式電源接入臺(tái)帳管理，調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)簽訂10kV 并網(wǎng)協(xié)議。在涉及分布式電源的停送電操作和檢修工作中，均要求必須嚴(yán)格執(zhí)行“兩票三制”，確保安全措施落實(shí)到位，保證人員在接觸電氣設(shè)備前設(shè)備已確無(wú)電壓（低壓設(shè)備使用試電筆測(cè)試，10kV 設(shè)備確認(rèn)接入電源有明顯斷開(kāi)點(diǎn)并驗(yàn)電）。

（二）開(kāi)發(fā)研制反“孤島”裝置

針對(duì)分布式電源可能出現(xiàn)的“孤島”運(yùn)行狀態(tài)，開(kāi)發(fā)研制反“孤島”裝置。當(dāng)公共電網(wǎng)停電，若配電網(wǎng)形成非計(jì)劃“孤島”（母線仍然有電）運(yùn)行，則將一組與所接系統(tǒng)相配合的接地電阻合于母線，形成擾動(dòng)（電壓跌落），使光伏電源自動(dòng)斷開(kāi)（逆變器動(dòng)作），達(dá)到配電網(wǎng)完全停電的目的。

（三）完善入網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)監(jiān)管

根據(jù)保證電網(wǎng)和電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的各方面要求，針對(duì)分布式光伏電源并網(wǎng)，尤其居民用戶光伏項(xiàng)目并網(wǎng)，開(kāi)展技術(shù)規(guī)定和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的深入研究。對(duì)于不同區(qū)域、不同電壓等級(jí)、不同裝機(jī)容量的光伏電源并網(wǎng)項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)新型運(yùn)行監(jiān)控信息系統(tǒng)。依托電科院強(qiáng)化分布式光伏電源并網(wǎng)前的安全性評(píng)價(jià)和技術(shù)監(jiān)督，加強(qiáng)并網(wǎng)調(diào)試檢測(cè)和電能質(zhì)量評(píng)估，對(duì)于分布式光伏電源并網(wǎng)引起電壓、電流波形畸變的項(xiàng)目，要求配備相應(yīng)治理諧波裝置，在光伏電站并網(wǎng)后開(kāi)展電能質(zhì)量實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。

3.4 完善相關(guān)安全規(guī)程規(guī)范

依據(jù)分布式光伏電源并網(wǎng)運(yùn)行特點(diǎn)，增加相關(guān)配電網(wǎng)檢修工作注意事項(xiàng)、優(yōu)化作業(yè)流程，及時(shí)修訂、健全配電運(yùn)維現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程。總結(jié)分布式光伏電源運(yùn)行安全經(jīng)驗(yàn)，研究保證安全的技術(shù)措施，完善相關(guān)配電網(wǎng)電力安全工作規(guī)程。

結(jié)語(yǔ)

本文分析了分布式光伏電源接入電網(wǎng)后對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)維檢修、運(yùn)行控制和供用電安全管理等的影響，今后大量分布式光伏電源并網(wǎng)，保證電網(wǎng)運(yùn)行檢修安全起到積極作用。