分布式光伏发电系统接入配电网相关技术研究

分布式光伏发电系统接入配电网相关技术研究

念蔡飞

曲靖陆良供电局 云南陆良 655699

摘要：随着社会经济的快速发展，工厂、车间、办公室、家庭等用电量逐渐增加，给供电系统造成巨大压力。为缓解供电压力，我国建立分布式光伏发电系统，在满足供电需求同时，还能减少环境污染，是一项值得大力推广的发电方式。但是我国分布式光伏发电系统还处于发展阶段，各技术尚不成熟，导致接入配电网的难度进一步加大。本文主要对分布式光伏发电系统进行深入分析，并对接入配电网相关技术进行研究，为分布式光伏发电系统更好发展奠定更好基础。

关键词：分布式光伏发电系统；配电网；技术

前言

电力资源在我们日常生活中扮演十分重要角色，一旦出现供电不足，造成低电压，将给人们生活用电带来较多安全隐患^[1]。传统电力系统虽然能持续稳定输出电流，但是随着人均用电量的增加，传统电力系统供电量已不满足社会需求。且传统电力系统在发电过程中还将产生较多污染物，污染周围环境。为更好的保护环境，满足社会供电需求，需积极开发新能源，促进发电系统更好发展。分布式光伏发电系统是一种节能环保发电方式，其具有发电效率高、传输损耗小等优势，是未来电网的主要发展趋势。

1分布式光伏发电系统硬件设施要求

分布式光伏法发电系统是指在光伏组件作用下，将太阳能直接转换成电能的分布式发电系统，是一种前景广阔、绿色的发电方式^[2]。但是在建设分布式发电系统过程中还应考虑当地日照时间、强度、负荷等实际问题，确保发电系统能充分发挥效用。分布式光伏发电系统主要硬件设施包括太阳能电池组、逆变器、蓄电池等。如下图1所示：

图1

1.1太阳能电池组

现阶段，太阳能电池组主要使用材料为结晶硅，其主要原因是太阳光照射在结晶硅上将形成PN结，把太阳能电池组与PN结相连，就能产生电流，从而将太阳能直接转换为电能。在分布式光伏发电系统中，最关键步骤为充分利用太阳能，提高太阳能转化率，从而提升发电量^[3]。因此，在安装太阳能电池组时，应进行实地调查，了解当地太阳光照射时间、强度、方向等，尽量安装在太阳光最充足地方，满足当地供电需求。

1.2蓄电池

蓄电池其主要作用为储存电能，当太阳能电池将太阳能转化为电能后，不能及时消耗掉，需储存在蓄电池中。若当天阳光不足情况下，没有转化出足够电能，可使用蓄电池中电能，确保持续稳定供电。由于不同地域的光照时间、用电量等存在较大差异，应根据实际情况选用最佳蓄电池容量、性能、型号等，提升蓄电池的经济效用和使用寿命。

1.3充电控制设备

分布式光伏电系统在不断产生电能、不断消耗电能中频繁交换，将影响蓄电池使用寿命。通过充电控制设备能有效控制电能频繁交换过程，从而减少对蓄电池产生的损害，提升使用寿命。充电控制设备主要是通过控制太阳能电池组持续向蓄电池输送电流和控制蓄电池持续向外输送电流，从而降低对蓄电池的损害。根据实际情况设置充电控制器相关参数，最大限度降低对蓄电池的损害，保护整个分布式光伏发电系统。

1.4逆变器

通过太阳能电池组转化的电能为直流电，若要接入配电网，需将直流电逆变为交流电才能接入配电网。由此可见，在分布式光伏发电系统接入配电网中逆变器的重要性。在并入电网过程中，太阳能电池组、蓄电池中电能需通过逆变器进行电流处理和转化，使电流符合并网需求，才能接入配电网，达到并网发电目的。

1.5配电安全设备

配电安全设备主要是保护整个分布光伏发电系统，避免回路出现短路和断路，提升整个系统的运作效率^[4]。同时还能避免雷雨天气，遭遇雷击。

2分布式光伏系统接入配电网主要方式

在分布式光伏系统接入配电网过程中，还应考虑并入过程中两者产生的影响。在分布式光伏系统中应具备持续稳定输出电流、电压的作用，避免输出过程中电流、电压波动过大，损害两者功能。在使用逆变器处理电流时，应使用先进技术，降低电流消耗，提升电流转化率。另外，在并入电网过程中还会导致故障发生，分布式光伏系统还应具备故障检测技术，预防意外事件发生，避免在并入电网过程中出现短路或断路，出现低电压。现阶段，在分布式光伏发电系统计入配电网中主要有两种形式，分别为分散式接入和汇集式接入。分散式接入适用于电压较小，为个体用户接入电网；汇集式接入适用于电压规模较大，在接入电网过程中使用逆变器和交流路线将电流全部汇集在低压母线上，再使用升压器提升低压母线电压，最后使用电路连接母线，从而给供电设备提供持续稳定电压。两种接入方式都具有优缺点，在实际接入配电网过程中，应根据实际情况选择合适的接入方式。分散式接入过程中，对电压要求较小，直接接入，不需要调节电压，操作简单。但是分散式接入点较多，导致后期维护难度增大^[5]。且随着接入点的增多，电流、电压无法得到较好控制，造成低电压情况出现。汇集式接入虽然对电压要求较高，前期投入较多，但是汇集式接入对电压控制力度较大，能持续稳定的输出电压和电流，在提供正常用电基础上，提升用电安全。

3分布式光伏发电系统并网后产生的影响

3.1产生系统潮流

分布式光伏发电系统并网后会产生双线潮电路，导致电能消耗，电压下降。因此，在并网前应根据分布式光伏发电系统参数进行潮流计算，最大限度降低电能损耗，提升电能转换率。传统系统潮流计算方式在分布式光伏发电系统中受限，考虑不完全，导致结算结果误差较大。故应使用先进潮流计算方法，优化接入方式，降低电能损耗。

3.2系统电压

分布式光伏发电系统接入配电网后产生最大的变化就是电压增加，电压的增加会导致整个分布式光伏发电系统电压产生较大波动，电路无法承受较大电压时，发生短路或断路发生，导致整个系统出现障碍。因此，在并网过程中，应尽可能降低电压波动现象，避免意外事件发生。

3.3.系统损害

分布式光伏发电系统接入配电网后会使得整个系统发生较大改变，且并网后也将对配电网产生较大影响。通常情况下，配电网所有设备都属于开放式结构，并网后会导致所有结构发生损耗，打破固有结构形式^[6]。

3.4系统电能质量

并网前，供电系统没有电能消耗时，电压会产生较小波动，这属于正常现象。并网后，配电网接入较大电压，会产生较大谐波污染，导致电压浮动波度变大。尤其是在汇集式接入后，过大的电压给电路、整个系统造成较大压力，导致电动机、变压器等设备发生较大损害。且在持续高压过程中，会导致整个系统的所有设备产生较大热量，若不及时采取有效措施进行处理，将进一步加快设备的损耗。

结语

综上所述，在社会经济快速发展阶段，为给社会发展提供持续稳定电压情况下，还应注重绿色环保，积极开发新能源，降低对环境污染。分布式光伏发电系统是目前最环保，且发展前景最大的发电方式，应充分利用。此外，还应将分布式光伏发电系统接入配电网，应用到各大领域，促进社会更好发展。

参考文献

[1]李鹤地,李子中.分布式光伏发电系统在配电网中接入方式的研究[J].发明与创新(大科技),2018,709(06):31+33.

[2]卢佳,李涛.分布式光伏发电系统接入城市配电网的优化配置研究[J].电力建设,2014,021(12):132-137.

[3]曹哲,刘波,袁智强.高密度分布式光伏发电系统接入配电网准入容量研究[J].电网与清洁能源,2014,024(11):123-127.

[4]何远新.分布式光伏发电系统接入配电网的优化配置探究[J].通讯世界,2015,097(11):146-147.

[5]朴日石.分布式光伏并网发电系统接入配电网电能质量分析[J].通讯世界,2014,082(20):150-151.

[6]王永成.分布式光伏接入的配电系统运行优化研究[J].化工管理,2019,519(12):122-123.