分布式光伏并网对配电网电压的影响及对策研究

分布式光伏并网对配电网电压的影响及对策研究

  ,林炜竣   ,段犇   ,黄义

台州宏达电力建设有限公司台州经济开发区运检分公司      浙江省台州市    318000

摘要：分布式光伏并网发电系统是通过把太阳能转化为电能，并通过光伏逆变器等电力电子装置将直流电变换为交流电后接入电网。但随着分布式光伏发电规模的持续扩大，分布式光伏电能对电网的影响越来越不容忽视。基于此，本文对分布式光伏并网对配电网电压的影响以及分布式光伏并网对配电网电压的措施进行了分析。

关键词：光伏容量；光伏并网点位置；配电网；电压偏差

1分布式光伏并网对配电网电压的影响

1.1电网运行控制不佳

对于太阳能资源的有效利用，可以采用光伏并网来实现，但是大规模应用后，一旦供电环境较为恶劣，供电单位的工作人员无法对变化的并网功率进行监控把握，以及对于电能的负荷增长也无法做出准确判断，电力调度工作面临较多困难。太阳能发电受到较多不稳定因素的干扰，在发生严重的问题后，工作人员需要使用传统的手段进行发电，重新制定供电计划，这将无法保证人们的生活用电。如果并网后，配电网接入的分布式光伏电源较多，电网的调峰压力、调频将会受到明显影响，存在非常严重的峰谷差异。此外，在公共电网中，接入该种电源，使得电源点的数量、分布区域变多、变广，在电力系统无法对所有电源点控制的情况下，需要进行科学合理的供电调控，加强电网的运行效率。但处理不当易使得电力系统的多个供电设备、电压值、电网调峰出现问题，控制效果不佳，最终造成配电网运行安全事故。

1.2对电能质量产生影响

分布式光伏并网在不断发展过程当中，对配电网本身产生了较为明显的影响。首先，分布式光伏并网的快速发展使得配电网当中的电能质量出现了变化。由于分布式光伏并网采用的是高频调制，很容易产生谐波。因此，因其所输出的功率会具有一定的不稳定性，容易造成电网电压的快速波动及其闪动变化。配电系统最初是由相对单一并且能够进行分配的角色，逐步转变成为对电能进行收集，以及传输和分配的一系列交换系统。因此，针对于此，就会直接造成电能受到谐波污染，或者是因为电压不断波动而出现严重的闪变现象。

1.3孤岛效应

该问题多发生在分布式光伏电源与公共电网并网之后，在电网供电中，一旦其中的公共电网存在故障断电问题，无法正常给用户供电后，由于不能及时、快速地查找故障原因，而光伏电源的供电工作还在继续进行，使得诸多处于孤岛地区的用户无法有效用电，造成了孤岛效应。此时设备故障检修人员直接对设备进行检查维修，很容易引发安全事故。此外，在孤岛效应下，主电网与该电网由于操作不同步，会出现严重的过电压问题。

2分布式光伏并网对配电网电压的措施

2.1安装安全自动装置

通常情况下，各个光伏电站的并网方式之间并不相同，彼此各有特点。究其原因，在于光伏电站受到电网架构的影响。因此，建议企业按照各个光伏电站本身的特点，为电站装设对应的安全自动装置。安装过程中，企业工作人员应遵照如下基本原则：若情况较为紧急，建议工作人员自系统内切除光伏电站，仅仅保留系统本身，以确保电力系统运行的稳定性以及安全性，从而建立完善第三道防线。

2.2滤波储能电感元件

滤波储能电感元件受到并网主电路的直接控制，由主体芯片板材、波动控制线圈、电阻型线圈等多个物理结构共同组成。其中，滤波芯片板材上附着多个小型插入接口，能完全容纳各类线圈组织的电阻参量，为储能电感元件争取到更多的交流电子；波动控制线圈是滤波储能电感元件的核心搭建设备，与其他元件相比，电阻数值水平相对较高，接入在主体芯片板材的左下方，主要负责执行发电站储能功率波动的平滑控制指令；并网储能线圈接入在主体芯片板材的左上方，与其他元件相比，电阻数值水平相对较低，只处理光伏发电过程中由电子存储造成的控制压力，进而使并网型发电任务得以顺利实施；电阻型线圈接入在主体芯片板材的右上方，电阻水平略低于波动控制线圈，只负责疏导由储能功率波动而大量堆积的交流电子，并将不同执行位置处的直流电子整合至统一的发电站储能系统之中；光伏发电线圈接入在并网储能线圈与电阻型线圈中间，连接部分的电阻水平始终可变，能消耗发电站储能系统内的传输电子量，并将多余功率波转化为平滑可控的物理状态。

2.3建立跨专业协同工作机制

一是建立调度、运检、营销、安监等专业协同工作机制，应对分布式光伏电站对配电网调度管理带来的安全风险。调度机构主动将其停电计划纳入统一管理，建立与运检、营销等部门协同工作机制，规范分布式光伏电站及配电网安全管控措施。二是建立地市、县两级调度事故处置联动机制。根据分布式光伏电站点多面广等特点，从电网故障隔离、快速抢修、恢复送电等环节编制事故预案，形成地市、县两级调度事故处置联动机制。

2.4抑制电压波动和防止电压越限的措施

在研究分布式光伏电源的过程中发现，整个系统既可以发出有功功率，又可以发出无功功率。而SVC可以对无功功率进行调节，所以可以利用SVC的调节作用对分布式光伏电源的电压进行调节，也可以对分布式光伏电源的其他5个负荷点的电压进行调节，从而有效将分布式光伏电源的电压波动控制在合理范围之内，保证电源电压的合理和有效。分布式光伏电源在退出运行的过程中，为了防止PV系统因失去支撑而造成电压的浮动较大，需要在接点处设置SVC支撑线路电压。举一个例子，当负荷为5kW的分布式光伏电源退出运行时，要能够在合适的位置设置接入SVC进行电压调节，避免因光伏电源退出造成电压下降，从而给电网运行带来恶劣的影响。所以要对分布式光伏电源进行研究和分析，就要采用整体协同功能对分布式光伏电源进行管理，保证电网的电源处于合理范围内，从而有效解决因电源的辐照度变化和电源降低导致的电路运行波动及电压异常等问题。

2.5孤岛效应的改善方法

当电网断电后，使用该手段可以对逆变器的工作参数进行调查，如果检出的输出功率以及负载功率之间存在较大的差异，就表明存在孤岛效应，当上述两个功率的值相差不大时，该法检出的效果不理想。同时，还可以使用主动式检测法。该法在检查时，需要对逆变器主动进行参数调整，以此来对电网的运行进行干扰。如果这些干扰参数无法被检测到，表明电网不存在孤岛效应，有故障问题发生时，逆变器的异常参数会远远超出标准值以及调节的数值，以便可以检测出该种效应情况。使用主动式检验手段后，检测人员可以获得精度值较高的参数，但是存在控制难度大等问题。此外，还有故障信号检测法。供电设备的监控系统会在故障发生后，及时发出光伏电源的异常信号，工作人员可迅速对并网活动进行调整或切断。目前，被动检测和主动检测两种方法联合使用对于检测孤岛效应的效果较好。

3结束语

作为一种近年来逐渐广泛应用起来的新型发电技术，分布式光伏电源接入到配电网会对传统配电网产生巨大的影响，不仅影响到配电网的潮流分布，同时也会使其电能质量获得极大的提升。目前分布式光伏电源仍然处于发展阶段，其在接入配电网后仍然存在较多的问题有待解决，因此必须明确光伏式电源对于接入配电网对配电网的影响。该文主要对光伏式电源接入配电网的相关问题进行研究，对于解决分布式光伏电源接入配电网的问题具有一定的借鉴意义。

参考文献：

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