分布式光伏发电接入对配电网电能质量的影响分析

分布式光伏发电接入对配电网电能质量的影响分析

王泽龙

国网内蒙古东部电力有限公司通辽供电公司 内蒙古通辽 028000

摘要：光伏发电设备一般分布在配电网，并网运行改变了传统配电网潮流单向供电模式，对配电网的电压稳定性产生一定影响。受环境气候因素影响，分布式光伏电源功率输出具有较大的随机性和波动性，容易引起电压波动、电压越限等问题。近年来，由于电压波动引发的停电事故，引起了许多国家电力部门的重视，电力系统的电压稳定性一直是工程界和学术界的研究重点之一。因此，研究分布式光伏电源对配电网电压的影响尤为重要，根据影响提供相应的应对措施，以提升配电网电压的稳定性。

关键词：分布式光伏发电；配电网电能质量；影响

引言

随着新能源发电系统不断接入电网，部分地区形成了高比例新能源电力系统形态和弱电网并网环境，考虑到新能源出力不稳定及缺乏转动惯量，电力系统的安全性受到了较大影响。此外，不同于传统电网元件如发电机、变压器等由铁芯非线性带来的谐波，新能源发电系统需要电力电子设备进行电能转换，其对电能质量的影响随着它们在电网占比的增加而变得严重。

1电能质量指标分析

电能质量指标主要包括电压偏差、电压波动、三相电压不平衡和谐波畸变4个方面。（1）电压偏差是衡量电力系统正常运行与否的主要指标。分布式光伏的接入对配电网电压有一定的抬升作用，接入容量越大，抬升效果越明显。10千伏线路的电压偏差值为±7％。（2）分布式光伏接入会对配电网电压三相不平衡产生一定的影响。在电力系统，公共连接点的电压三相不平衡度允许值为2％，连接于公共连接点的用户电压三相不平衡度允许值为1.3％。（3）电压波动定义为电压均方根值一系列相对快速变动或连续改变的现象。一般标准要求，变动频率小于等于1次时，高压侧电压波动限值为3％，中、低压侧限值为4％。（4）分布式光伏通过整流器和逆变器接入电网，会向电网中注入谐波电流，影响电网的稳定运行。通常用电压总谐波畸变率、各次谐波电压含有率、各次谐波电流含有率等指标描述系统的谐波含量，而这是光伏接入后对配电网电能质量影响最大的问题。

2分布式光伏接入对配电网的影响

2.1电能质量受影响

分布式光伏接入配电网之后，配电网的电压以及频率等均会发生一定变化，尽管能够保障配电网运行安全，但是在较大的用户冲击负荷下，配电网电能与电压等均会受到影响。具体来讲，当分布式光伏接入配电网后，由于配电网容性及感性负荷等均处于不对称的状态，会出现畸变的电流以及电压波形，从而导致电流谐波超负荷。而谐波数量增加，将会影响配电网的各项设备，导致电机绝缘性能受损、运行噪声过大以及电动机运行频率降低等，若不能及时处理，将会导致配电网电压不断攀升。

同时，配电网接入分布式光伏后，无法输出满足电力用户使用需求的有功功率，无功功率过大或不足等，均会导致电力设备无法正常应用，进而导致生产成本提升，同时也会面临电压崩溃以及负荷中断的可能。

2.2电压质量受影响

首先，由于分布式光伏发电属于太阳能清洁能源的发电模式，绝大多数情况下受到天气因素的影响，若出现阴雨天等，会导致分布式光伏发电系统无法输出稳定的功率，进而导致电压出现瞬时波动现象，对配电网的各项设备运行稳定性造成一定影响。其次，基于分布式光伏发电的特性，配电网在储存电能的过程中，负载结构不一定均衡，电压也会受到负载结构的影响，出现差异化的参数，使配电网设备运行负荷以及工作状态等均受到不同程度的影响。同时，在分布式光伏接入配电网后，配电网会接收到额外的电能，促使电压不断升高。尤其是在阳光较好的天气时，分布式光伏发电将会输出较大的发电功率，使配电网电压出现明显的波动，并可能会超出安全阈值，从而引发一定的安全问题。

3降低分布式光伏发电对配电网影响的对策

3.1引入智能电网技术

为了降低分布式光伏发电对配电网的影响，引入智能电网技术是一项有效的对策。智能电网技术利用先进的信息和通信技术，实现了对电网系统的实时监测、控制和优化管理。首先，智能电网技术可以实现对配电网的动态监测和预测，及时发现电网运行中的异常情况和潜在问题，为运维人员提供及时准确的信息，有助于快速响应并解决问题；其次，智能电网技术可以通过智能感知和分布式控制实现对光伏发电系统的精细化管理，并且通过对分布式光伏系统的实时监测和调节可以有效控制光伏发电功率的波动，降低其对配电网的不稳定影响；最后，智能电网技术还可以实现对电网运行状态的实时优化调整，提高电网的稳定性和可靠性。通过智能电网技术的引入，配电网可以更加灵活地应对分布式光伏发电系统的接入，降低其对电网的冲击，提高电网的适应能力和运行效率。因此，引入智能电网技术是一种有效的手段，可以有效降低分布式光伏发电对配电网的影响，推动电网系统向智能化、高效化方向发展。

3.2灵活进行配电网规划

为了降低分布式光伏发电对配电网的影响，灵活进行配电网规划是一项关键的对策。需要进行全面的电网规划和设计，考虑分布式光伏发电系统的接入，以确保电网的稳定性和可靠性。在规划过程中，应综合考虑光伏发电系统的容量、接入位置、电网负荷分布等因素，合理布局配电变压器、开关设备和线路，减少电网的潜在故障点，提高电网的抗干扰能力。需要采用灵活的配电网运行管理策略，包括动态调整电网参数和运行模式。通过实时监测和分析电网运行数据，及时调整电压、频率和潮流等参数，以适应光伏发电系统的波动性和间歇性特点，保持电网的稳定运行。应建立配电网运行模型和仿真平台，进行电网负荷预测和仿真分析，为电网规划和运行提供科学依据，同时应采用智能调度和优化技术，对分布式光伏发电系统进行协调调度，使其与电网负荷之间达到良好的匹配，最大限度地利用光伏发电资源，减少对电网的冲击。应加强与光伏发电运营商和用户的沟通与协调，建立健全的信息交流机制和应急响应机制，及时解决电网运行中的问题和矛盾，共同维护电网系统的稳定和安全。通过灵活进行配电网规划，可以有效降低分布式光伏发电对配电网的影响，提高电网的运行效率和可靠性，促进清洁能源的大规模应用和电网系统的可持续发展。

3.3应用储能系统

为了降低分布式光伏发电对配电网的影响，可以采取应用储能系统的对策。储能系统可以作为分布式光伏发电系统的配套设施，用于存储多余的电能。当光伏发电系统产生过剩电能时，储能系统可以将其存储起来，避免向配电网反向输送过多电能，从而减轻了电网的负荷压力。

储能系统可以提高光伏发电系统的自主调节能力。通过合理调控储能系统的充放电状态，可以在光伏发电系统产生波动电能时进行能量调节，平滑电网负荷曲线，减少对电网的影响，提高电网的稳定性和可靠性。在电网出现故障或突发事件时，储能系统可以迅速响应并释放电能，为电网提供备用电源，保障供电的连续性和稳定性。

结束语

经济的快速发展，使传统化石能源的储量不断减少，带来的环境问题也日益突出，为了应对这些环境问题所引发的社会和经济危机，我国积极调整了能源战略，其中新能源发电成为重点发展的能源产业方向之一。光伏发电因其具有的优势，受到了广泛关注和应用。

参考文献

[1]雷国平,严嫦,代妮娜,等.光伏发电接入主动配电网产生影响的研究进展[J].新能源科技,2022(05):24-27.

[2]何德卫.浅析分布式光伏对配电网的影响[J].农村电气化,2021(10):73-74.

[3]简璐.光伏发电系统接入配电网对电能质量的影响与对策[J].光源与照明,2021(09):143-145.

[4]赵佳凯.分布式光伏发电并网对配电网的影响分析[D].沈阳农业大学,2021.