大量分布式光伏电源接入对配电网的影响分析于泽龙

大量分布式光伏电源接入对配电网的影响分析于泽龙

于泽龙

（国网通辽供电公司内蒙古通辽028000）

摘要：为充分利用太阳能，践行“低碳环保”理念，现阶段在配电网中接入了大量分布式光伏电源。通过光伏电源的接入不仅缓解了部分地区供电不足的问题，还提高了太阳能的利用率，在一定程度上也节约了用电的成本。但光伏电源与传统的电源有一定的差异，光伏电源的接入需要借助逆变器等设备，而且光伏电源的出力具有一定的随机性，这给传统的配电网带来了一定的影响。本文对分布式光伏发电进行了概述，探讨了大量分布式光伏电源的接入对配电网的影响。

关键词：分布式光伏电源；配电网；影响

一、引言

随着“低碳环保”、“可持续理念”的推行，我国的电力供应现状发生了一定的转变，光伏产业的兴起提供了供电新思路，而且随着光伏产业的兴起大量分布式光伏电源已开始接入配电网，这使得两种不同形式的电源之间产生了交互性的影响，本文仅探讨大量分布式光伏电源对配电网的影响，笔者认为，这些影响主要包含配电网的供电质量、配电网的可靠性、配电网中电能损失、配电网的安全运行、配电网的调度管理、配电网布局等多个方面。希望本文的分析可以为该方面的研究提供一定的参考。

二、分布式光伏发电概述

分布式光伏发电是一种就地发电的形式，它通常用来解决部分地区供电不足的问题，也有用户借助该技术实现电能的自给自足，多余的电能传输到配电网中。分布式光伏发电有三种主要的形式，一是离网型、二是互补性、三是并网型，而最常用的就是并网型。通常来说，并网型的分布式光伏发电的单并网容量很小，为解决用电需求通常需要大量的分布式光伏发电源同时并网。此外，分布式光伏发电借助的是太阳能，受阴雨、夜晚等条件的影响，因而具有很强的间歇性和随机性。

当分布式光伏电源接入配电网后，处于两种不同的发电形式同时存在，不仅需要逆变器的引入，还将引起传统配电网形式的变化，从单中心辐射型电源转变为了多中心电源结构。此外，对电路负荷等多方面都将产生一定的影响，下文将针对这些影响展开探讨。

三、大量分布式光伏电源的接入对配电网的影响

1.影响配电网的供电质量

1.1电压

分布式光伏电源并网后输入的电能和配电网中传输的电能有一定的差异，一旦大量的分布式光伏电源接入配电网将引起配电网中的电压变化。辐射状的配电网中电压是沿馈线逐渐降低的，但接入了分布式光伏电源后，馈线中电压下降形式将转变，使得电压的分布形式存在着一定的不确定性，尤其是某些关键部位，将产生负荷超标现象。因此，有必要在分布式光伏电源接入后进行一定的电压调节，进而保证供电质量；此外，分布式光伏电源的发电还具有一定的间歇性和随机性，因而容易导致电压频率的不稳定，因而还要进行一定的调频操作。

1.2谐波

分布式光伏电源中的电流是一种直流电的形式，因而在接入配电网之前务必要借助逆变器将其转化为交流电，而这个转化中将产生一定的谐波，尤其是大量分布式光伏电源的接入，该过程中产生的谐波污染已不能忽略。多个谐波之间是一种叠加的形式，不会因谐波个数的增多而相互抵消，因此极易超过优质供电中的谐波含量要求，因而有必要对谐波进行消除。

2.影响配电网的可靠性

大量分布式光伏电源对配电网可靠性的影响主要包含两个方面：一是系统可靠性指标的不完善，传统配电网中的指标如SAIFI、SAIDI、CQAIDI等等都是针对单纯的配电网而制定的，它未考虑大量分布式光伏电源接入的影响，而且最新的可靠性指标也没有充分考虑分布式光伏电源的光伏特征；二是孤岛效应的影响，尤其的大量分布式光伏电源的接入，使得配电网系统中有着大量的孤岛存在，而不同孤岛有着不同的变化特性，因此对其控制十分困难，往往出现这样或那样的故障，使配电网的可靠性大大下降，因此现阶段有必要加强孤岛之间的协调，务必要保证配电网的可靠性；此外，分光式光伏发电借助的是太阳能，因此分布式光伏电源的出力受到很大的限制，假如给每个孤岛都配备储能元件将使发电的成本大大增加，因此应采取适当措施实现配电网可靠性与经济性之间的协调。

3.对配电网中电能损失的影响

大量分布式光伏电源的接入将对配电网造成一定的电能损失，而分布式光伏发电又是不稳定的，因此这种损失随时都会发生，而且受分布式光伏电源出力稳定性的影响。就目前而言，笔者通过查阅国内外有关文献发现主要有以下几点此方面的研究：一是大量分布式光伏电源接入后配电网中电能损失的计算方式研究，通过大量的实验，借助有关软件的仿真找出了大量分布式光伏电源接入后配电网中电能损失的规律；二是利用改进后的计算方式找出分布式光伏电源接入配电网后造成最低电能损耗的目标函数，并根据该函数对分布式光伏电源的接入形式进行了一定的优化，配电网中电能的损失明显下降；三是为寻求大量分布式光伏电源接入后最低的配电网电能损耗，建立了多种不同的模型，对不同模型进行对比和参数修改后进一步明确了电能损耗规律。降低大量分布式光伏电源接入对配电网中电能损耗的影响已经成了分布式光伏电源方向的一个重要课题。

4.影响配电网的安全运行

人们对电能依赖的增加使得供电的安全、可靠、高效成了配电网的基础要求，而完成该要求的前提就是配电网的安全运行。笔者认为大量分布式光伏电源的接入对配电网的安全运行影响主要包含两个方面：一是大量孤岛的存在，由于这些孤岛在配电网设计时没有考虑进去，因此难以对其全面控制，对维修人员的安全也就有着一定的威胁。但就目前而言，逆变器的使用很好的解决了这一问题，逆变器具有一定的反孤岛效应，它能大幅度降低分布式光伏电源接入带来的触电危险，给维修人员提供了很好的安全保障；二是大量分布式光伏电源的接入改变了配电网中的功率方向，使得继电器的位置与故障发生位置不能很好的对应，进而给配电网的安全运行带来了一定的影响。

5.影响配电网的调度管理

由于分布式光伏电源技术还不是特别的成熟，现阶段而言，还不能实现其调度功能，因而其自动化程度也就偏低，进而影响着整个配电网的调度现阶段，通常是添加相应的储能设备进行调控。不仅如此，分布式光伏电源的使用者众多，有些使用者为节约成本，所使用的分布式光伏电源质量较差，并网后对配电网的影响很大。

大量分布式光伏电源的接入给配电网增添了大量的电能，而这部分电能的收益并不是直接由电力企业收取，而是由分布式光伏电源使用者和电力企业共同分配，因此这部分电能的收益要综合投资、维护等多方面因素进行协调。

6.对配电网络布局的影响

分布式光伏电源的使用不仅可以解决供电问题，还在一定程度上降低了用电成本，甚至还可以带来一定的收益。基于这样的现状，电力企业不仅集中发电的比例下降，电网的布局也发生了很大的改变。因此电力企业应对现阶段的电网进行调整、升级以适应分布式光伏电源计入带来的冲击。就科技的发展方向而言，在未来将会有越来越多的分布式光伏电源投入使用，因而新阶段有必要提前对电力网络进行新的布局。

四、结束语

为解决部分地区供电不足问题，践行“低碳环保”理念，现阶段，大量分布式光伏电源已接入配电网，并取得了一定的效果。但我国在大量分布式光伏电源接入配电网的影响方面的研究还不成熟，因而在大量分布式光伏电源使用过程中存在很多弊端，我国应增加这方面的研究，以使分布式光伏电源能更好的提供电能。

参考文献：

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