光伏电站并入农配网对地区电网的影响

光伏电站并入农配网对地区电网的影响

周凡

周凡

徐州三新供电服务有限公司沛县分公司221600

摘要：光伏电站接入农配电网将可能会极大的改变该地区的电网结构，有可以会影响到输送的电能质量以及用电安全，同时也会提高现有公用变电站的主变和继电保护能力。为此，我们必须要合理的分析好光伏电站并入农配电网对地区电网的影响因素，并找出相应的措施去解决，从而保障电力供给的安全与稳定。基于此，本文将对光伏电站并入农配电网后对地区电网的影响进行详细的探究，希望可以为相关的从业人员带来一定的参考与借鉴。

关键词：光伏电站；农配网；地区电网；影响

光伏发电乃是现今刚出现的一种新型的发电和能源综合利用方式，其发展的前景非常广阔，并且相较于传统的水电站和火电站来说，光伏电站具有污染小、建设周期短、维护保养简单、能源质量高、使用寿命长等优点。而如今光伏电站开始大量的并入农配网中，但由于农配网的建设还比较薄弱，这使得光伏电站对此类地区的影响也是较大的，若是放任不管，将有可能会造成较大的安全事故。因此，本文将结合张家口北部地区农配电网特点，详细论述光伏电站并入后的巨大影响，以供参考。

1光伏电站的特点

首先，光伏电站的发电功率是与光照辐射量的多少有关的，若是光照辐射量多，则其发电功率就大，反之，发电功率较小。为此，光伏电站拥有不确定性和不能平滑调整的特点。其次，光伏电站的逆变器功率因数高达0.99，这使得其无功功率在有功功率不变的情况下是不可能进行调整的。最后，光伏电站的运行中采用多台逆变器进行换流，这样就会产生很多的各次谐波电流，这些电流极易被带入到电网中，对电网运行造成影响。

2对配电网潮流分布的影响

分布式光伏电站接人前，传统配电网的潮流方向是一定的，即从配电变压器低压侧到电力用户。分布式光伏电站接人电网后，由于光伏电站安装位置及功率大小的不同，将会引起配电网潮流的变化。当分布式光伏电站发电功率大于该条线路的最大负荷时，潮流将会通过配电变压器进入上一个电压等级，从而改变整条线路的潮流方向。

配电网系统潮流的变化，对线路负载率也带来相应影响。分布式光伏电站接人前，传统配电网线路潮流单向流动，线路型号根据负载率决定，各段负载率均维持在稳定范围之内。接人后，当接人容量小于接入点下游负荷时，线路潮流方向不改变，但接人点前端线路的负载率会下降；当接人容量大于接人点下游负荷时，将出现双向潮流，随着分布式光伏电站发电容量的持续增加，将出现反向潮流大于原有潮流的情况，引起线路负载率增大。同时，随着接人容量的增加，将会提升线路节点电压，降低网络损耗，并且在接人主干线路末端时效果尤为明显。接人容量增加到一定值，可能出现电压越限，网络损耗呈现先下降后上升的趋势，出现电力倒送。研究还表明，与单点接人相比，分散多点接人方式的网络损耗明显减小，而且越靠近线路末端，降损效果越明显，因为此时电能得到了就地消纳。

3对配电网电压分布的影响

目前，农村偏远地区配电网建设较为薄弱，电网结构大多是单辐射、单联络，村级扶贫光伏电站及农村居民利用屋顶或者房前屋后空地建设的光伏电站就近接人公用配电变压器低压侧。分布式光伏电站接人后，对配电网馈线上的电压分布产生重大影响，具体影响与光伏电源的容量大小、接人位置有很大的关系，从电压支撑点接人对系统电压影响最为明显。同样渗透率（分布式光伏电站装机容量与区域最大负荷的比值）的分布式电源集中在同一节点，对电压的支持效果要弱于分布在多个节点上。沿馈线的各负荷节点处的电压被抬高，可能导致一些负荷节点的电压偏移超标，需合理设置光伏电站的运行方式。研究表明，高渗透率的并网光伏电站注人的逆流可能会导致线路电压越过上限的情况，特别是在午间轻载的情况下。可以考虑架设光伏电站专线接人（扩大线路容量）、光伏电站参与调压、人工调节变压器分接开关挡位，以及用户侧参与等方式提高光伏电站的渗透率，增设储能装置也是改善光伏电站渗透率的一种方法。

4对配电网负荷特性的影响

目前农村配电网以无源放射网络为主，分布式光伏电站并网后，首先系统净负荷标么值不应小于零，出现负荷倒送情况；其次作为常规能源的补充与完善，理想状态为分布式光伏电站并网后最大程度平抑系统负荷峰值，在分布式光伏电站正常出力时净负荷标么值处于一个相对稳定状态，不宜出现净负荷逆向波动。集中于午间时段出力的光伏电站可以有效降低系统日峰荷的大小，根据有关研究，渗透率为21％时标准差最小，系统的日峰荷已经转移至晚高峰时段（21时左右），光伏电源容量的增长不再能降低系统峰荷；当系统中光伏电源容量继续增加（渗透率大于28%），日间负荷开始下降，系统负荷出现逆向波动；当渗透率达到63％时，午间时段日净负荷达到谷底，日间的净负荷为零；当渗透率超过64％时，系统的净负荷在正午时段降至零以下，即光伏发电大于配电网中的负荷，进一步向上级电网供电；渗透率超过77%时，系统净负荷在光伏电站有出力时（上午7时）即出现负值，负荷全面倒送。

5对配电网运行可靠性的影响

一方面，分布式光伏电站接人配电网可以提高配电网供电可靠性。一是可以作为后备电源。含储能系统的分布式光伏发电，可以作为后备电源，在线路发生故障时启动，为停电用户供电，尤其是对于关键的负荷，分布式光伏发电作为紧急后备电源与电池、换流器联合保证其不间断供电。虽然分布式光伏电源对故障发生频率没有影响，即年平均断电次数不变，但是停电时间却因为分布式光伏电源的后备作用而大大减少，即年平均断电时间减少，从而提高了供电可靠性。二是具有削峰作用。在白天用电高峰和电价高峰期间，分布式光伏发电减少了用户用电费用，也减轻了线路负荷，提高了系统的供电可靠性。

另一方面，分布式光伏电站接人配电网也会降低配电网可靠性。分布式光伏电站并网后，配电网供电可靠性的评估需要考虑新出现的影响因素，如孤岛出现和光伏电站输出功率的随机性。一是可能出现继电保护误动作。光伏电站与配电网的继电保护配合不好可能使继电保护误动作，降低系统的可靠性，不合适的安装地点、容量和连接方式也会降低配电网可靠性。另外，由于系统维护或故障所引起的断路器跳闸等形成的无意识孤岛，不仅会危害人员安全，还会降低配电网的供电可靠性。二是可能导致线路过载。当配电网的网架结构合理时，变压器和线路的容量裕度较大，不容易出现过载，负荷的供电可靠性已经较高，因而分布式光伏电站的接入对配电网的可靠性不会产生较明显影响。在极端运行方式下，变压器和线路负载率比正常运行方式下高，则容易出现过载，可靠性会比正常运行方式低。

结语：

总而言之，通过本文的实际阐述我们可以知道，适当容量的光伏电站并入农配电网其实是对该地区的电压质量有益的，并且也可以提升地区经济。但是由于相关运行人员缺乏相关经验，对于检修工作没有认真对待，进而使得光伏电站的设备无法发挥出巨大的作用，并无法保障地区电压稳定。为此，相关工作人员一定要充分考虑到光伏电站并入农配网后的实际情况，制定出完善的对策，并提高自身的专业技能和管理意识，这样才能有效的降低光伏电站并入农配网对地区电网的影响，进而提升地区电网的稳定运行，为人们输送安全稳定的电能。

参考文献：

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