分布式户用光伏对农村配电台区电压质量的影响与消纳措施

分布式户用光伏对农村配电台区电压质量的影响与消纳措施

杨康

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摘要：随着低压配电台区分布式户用光伏接入范围的不断扩大，对低压配电网技术指标产生了较大的影响，尤其是电压合格率指标。利用Digsilent软件模拟农村低压配电台区含分布式户用光伏接入情况，并分析了分布式户用光伏不同接入位置和不同渗透率等级对节点电压品质的影响规律。与分散接入和首端接入相比，户用光伏接入低压线路终端后，低压配电台区的电压质量受到的冲击最大。低压配电台区不采取任何措施时，分布式户用光伏渗透率消纳的极限值是25%。基于此提出了强化低压配电台区改造，无功控制及配置储能三项分布式户用光伏电源消纳措施。

关键词：分布式户用光伏；配电台区；渗透率；电压质量；消纳措施

光伏产业是新能源产业最重要的发展方向之一，光伏市场发展对于优化能源结构，推动能源生产消费革命，促进能源技术创新具有重要意义。随着光伏产业在全国范围内的高度重视和光伏扶贫项目在全国范围内展开和落实，农村配电台区分布式户用光伏电源会不断增加。伴随着分布式户用光伏的接入，农村配电台区受到的冲击也越来越大，特别是电压质量受到的冲击较大。文中以配电网380 V线路为例进行了仿真分析，阐述了分布式光伏接入方式不同和光伏容量渗透率变化对配电网电压品质的影响规律；并且提出了在光伏到达一定渗透率后分布式光伏接地消纳措施。

1农村低压台区模型含有分布式户用光伏电源

运用供电系统模拟仿真软件Digsilent模拟分析分布式户用光伏开关电源投运对低电压台区电压质量产生的影响，包含低电压380 V电力网。阐述了分布式户用光伏在1天24 h内不一样太阳光照度时，台区电压波动状况；通过分析不一样占有率时光伏发电针对电压的作用情况

因为仿真分析时考虑到了每日24 h内各时时刻刻连接点电源电压转变，乡村日内负载起伏将也较大，因而必须对各个时时刻刻负载问题进行考虑到。

乡村低压用户的一天最大负荷约20∶00,最大负荷约2kW,按每连接点二户连接测算，每节点最大负荷约4kW。

2.分布式户用光伏针对乡村配电设备台区工作电压质量危害分析

选用第一节中配电房台区网络拓扑结构及技术参数对分布式户用光伏连接根据不同容积占有率分别进行了仿真分析。

在没分布式户用光伏并网条件下选择好几个测点开展电压测量能够得知：间距母线槽越来越远则连接点工作电压减少越多；与此同时某一连接点电源电压转变情况也基本上是按照负载趋势分析而变化。在其中9连接点与15节点间距母线槽比较远,11∶00与20∶00负荷较大时工作电压越低限。

2.1在同样占有率环境下，针对不同的连接展开了深入分析

论述了同样占有率环境下光伏发电开关电源不一样组网方式对电压质量带来的影响。假定光伏发电容积占有率为10%，按联合分布，尾端连接和始端连接的形式对连接展开讨论。

1）均匀联接。光伏发电容积占有率超过10%后，各连接点与0.4kW光伏发电开关电源联接。

2）末端联接。在配电线路终端设备9个连接点集中化连接光伏发电和6.4kW光伏发电开关电源。

3）首端浏览。在配电线路首端1个节点上集中统一处理光伏发电连接6.4kW光伏发电开关电源。

光伏发电电源集中处理线路第一段后，一天中光伏发电负荷率延续时间内每个连接点工作电压提升并看不出着。

2.2阐述了不一样占有率对电压质量产生的影响

探讨不一样光伏发电开关电源占有率对电压质量产生的影响，光伏发电占有率5%提升到60%，各自取5%、15%、25%、35%、45%、60%开展仿真分析，组网方式按匀称式遍布展开分析。

各自挑选11∶00、13∶00、16∶00和18∶00这些时间段针对不同的容积占有率开展仿真分析。

光伏电源日之间有导出时间段11∶00及18∶00时负荷比较高，因而工作电压随光伏发电容积占有率的增加逐步增加，并没有越限。13∶00、16∶00时易光伏电源负荷率大、负载非常低，当光伏发电占有率为25%时，每个节点工作电压逐渐越限制。因而可以得出：配电房台区户用光伏占有率达25%的时候会对电压质量产生巨大的危害，应当采取相应集中处理对策。

3分布式户用光伏开关电源集中处理对策

光伏发电设备和传统可控性发电装置存在一定差别，功率主要是由气温及阳光照射要素确定，光伏发电连接后配电设备台区电压质量受光伏发电渗入水准，电力负荷水准等因素的影响比较大。为了防止分布式户用光伏开关电源造成电磁能而造成输出功率返送和工作电压越限等诸多问题，应采取积极主动有效的方法来集中处理分布式户用光伏供电系统给配电房台区带来的影响。

3.1进行配电房台区更新改造

户用光伏发电系统软件会让低压配电网导致电网波动和闪变，谐波污染等电能质量分析相关的问题，需要在整体规划环节考虑到。在分布式户用光伏有希望连接特别是在占有率很有可能达25%的情形下，配电柜设备及配电终端作用应进行优化与扩展。配电柜要配备分相全自动投切电容器组，配电终端要配备分布式发电检测控制模块，谐波分析及控制器等，运用GPRS通信手段，完成户用光伏发电系统软件功率实行检测，从而达到工作电压越限前提下采取相应控制方法。

3.2对低电压电力网开展无功功率操纵

针对包括户用光伏发电系统软件配电房台区比较敏感负荷侧可引进有源电力滤波器对比较敏感负载电压质量作出调整，并通过工作电压赔偿保持工作电压合格。为了解决分布式光伏发电机器设备投运和退网了产生电压更改难题，可以利用新式高端静止无功发生器对低电压电压波动进行控制。为了解决分布式光伏发电机器设备投运所带来的电网波动与闪变难题，可以通过改装储能装置抑止低电压电压波动起伏；必要时，可采取切边机对策。

3.3配备有储能设备

分布式储能系统软件连接配网可以填补光伏发电开关电源，赔偿后面一种因负荷率偶然性给配网安全性经济形势产生的不良影响；也可以调节配网和主网上线输出功率互换，做到填谷实际效果。除此之外，该储能设备可以有效地完成需求侧管理、清除白天黑夜峰谷差、提升电力工程设备使用率、减少供电成本、提高户用光伏开关电源的发电集中处理水平。

4结语

文章对分布式户用光伏发电并网低压配电台区进行建模和仿真研究，分析不同光伏渗透率和不同并网地点对电网电压品质的影响规律，提出分布式户用光伏供电消纳措施并得到以下结论:

1）分布式户用光伏发电进到配网后，工作电压获得一定程度的改进。同样占有率环境下，分散化连接光伏发电所造成电压增长幅度低于集中化连接配电线路节点所形成工作电压增长幅度，而超过集中化连接配电线路前一段所形成工作电压增长幅度。

2）分布式户用光伏发电占有率达25%的时候会导致低电压配电台区连接点工作电压越限，特别是在下午太阳能发电功率高，电力负荷低时很容易发生工作电压越限制状况。

3）为了防止分布式户用光伏开关电源在大占有率时生产发电造成输出功率返送及工作电压越限等诸多问题，提议通过加强低电压配电台区更新改造，低电压电力网无功功率控制及配备储能技术等举措可完成对分布式户用光伏供电系统高效集中处理。

参考文献

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