摘要：伴随着新能源的倡导使用与发展，太阳能发电技术在电力系统中的应用越来越多。太阳能发电在电力系统中的主要应用表现为并网光伏发电技术。并网发电是指电力系统采用逆变器将光伏阵列接收到的太阳能转化的直流电逆变为交流电，将逆变后的交流电直接接入公共电网。由于将逆变得来的交流电直接接入电网省去了蓄能电池，减低了维护成本，同样间接的减少了环境污染。并网发电系统配备最大功率跟踪模块，能使得光伏阵列始终工作在最大功率点。提高了电力系统的稳定性。
关键词：光伏并网；配电网；影响；分析
1导言
光伏发电对实现经济可持续发展以及优化能源结构等有着重要的价值和意义，在国家政策的支持下，我国光伏发电技术发展逐渐加快，具有比较大的发展潜力，但是由于光伏发电系统规模过小，所以导致大量光伏发电的接入对我国电网的安全性造成了一定程度的威胁[1]。光伏发电在大量接入小于或者等于10KV的配电网之后将会改变电力系统的运行方式，使得配电网从一种垂直式的辐射网络逐渐转变成水平式网络。当光伏发电接入配电网中的数量达到一定程度时，将对配电网原有的如自动化系统等运行安全与计量安全等造成影响。
2并网光伏发电系统
并网光伏发电系统可以分为单级式、双级式。单极式并网光伏发电系统结构不复杂、所需的元器件较少。无需储能部分，成本较低，并且转换效率较高。但是，单级式并网光伏发电系统的母线直流电压不可控，必须对其进行母线电流保护；逆变器在控制并网的同时还要兼顾最大功率的跟踪，因此控制器的控制性能要求较高。双极式并网光伏发电系统是由光伏阵列、DC/DC转换器、DC/AC转换器、控制系统、逆变器等部分组成。系统用DC/DC提升光伏阵列输出的直流电压，再经过DC/AC逆变器转换为交流电直接接入电网中。DC/DC部分实现光伏阵列的最大功率的跟踪。DC/AC部分实现直流变交流、为本地负荷供电、将多余电能输入电网等功能。双极式并网光伏发电系统无需将光伏阵列串联至高电压等级，两极之间的转换相互独立对控制器要求不高。但是，系统结构复杂，元器件较多；系统需要DC/DC和DC/AC两部分，能耗有所增加，效率不高；在双极式并网光伏发电系统中的DC/DC和DC/AC两部分，第一部分检测光伏阵列的输出电压与电流，通过调节输出电压实现跟踪最大功率点。第二部分将直流电逆变为交流电，并与电网电压的频率、相序保持一致，并且功率数接近1，提高输入电网的有功功率。
3光伏发电并网对配电网安全性的影响
3.1光伏发电对配电网运行安全的影响
光伏发电接入配电我那个之后会使得短路电流的流向和分布特性等发生改变，也能够使得配电网从辐射型转化为多电源结构。以继电保护为例，在配电网短路的情况下，光伏发电并网的主要影响为：发生短路情况时，主电源以及各个光伏发电向短路点位置注入电流，短路电流瞬间增大。简而言之，光伏发电接入配电网之后在配电网线路发生短路故障时流经变电站出线10kv开关的故障电流就发生了一系列变化。
3.2对检修安全的影响
由于光伏发电大多数情况下属于用户侧并网，一旦负荷与出力平衡时就会存在孤岛效应问题。当检修工作人员在维护接有光伏发电系统的设备时，一旦光伏发电系统保护功能失效会给其带来安全作用的隐患。
3.3对计量安全的影响
光伏发电在接入配电网之后，在用户所安装的光伏发电计量表，从技术上以及资产属性上都很有可能存在光伏发电用户偷电的可能，继而影响到计量的精确性。
4对策措施
4.1确保配电网运行安全的对策
4.1.1继电保护
(1)无论配电网发生三相或两相短路，由光伏电源供出的短路电流都不超过其额定电流的1.5倍。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(2)当光伏并网点下游远处发生短路时，将会减小主电源供出的短路电流，其减小幅度与光伏发电接入容量和系统短路容量有关，但可忽略。因此，光伏发电系统并入配电网，对变电站内10 k V出线开关无需增加保护设备，也无需调整现有保护逻辑，但在进行光伏发电接入方案设计时需要对现有保护定值进行校核。
4.1.2自动化
根据Q/GDW 480—2010《电源接入电网技术规定》规定，非计划孤岛的光伏发电必须在馈线故障后2 s内从电网脱离。因此，可采用光伏发电脱网特性与重合闸配合的方法来消除短路电流中光伏发电的影响。具体改进策略如下：(1)变电站重合闸延时时间增加至2.5～3.5 s；(2)配电终端上送过的电流信号不作保持，或缩短信号保持时间至1 s以内；(3)主站故障处理功能需要增加对2次过电流信号的叠加分析功能；(4)光伏电源并网发电容量超过线路容量25%时，需要重新整定配电终端上报故障信息的阈值，提高设定值。上述应对措施不必改变配电自动化系统的硬件，仅需在DA应用软件中略加改动即可。
4.2确保检修安全的对策
4.2.1加强检修安全管理
(1)制订包含光伏电源并网的配电网检修管理规定，强化光伏发电及所接配电网检修安全管理，避免在配电网和送出线路检修过程中光伏电源向电网送电，危及人身安全。(2)严格执行《安规》中关于保障安全的技术措施，先验电，若带电，则提前通知相关光伏电源业主，断开进线开关。
4.2.2规范技术手段
(1)加强入网检测，以及对并网光伏逆变器欠压防孤岛保护功能的检测，确保在系统开关跳开后，并网光伏电源系统自动切除。(2)加强技术监督，贯彻《光伏发电的技术监督规定》，对以非常规途径接入220/380 V配电网的光伏电源加强稽查，确保光伏并网配置失压跳闸、检有压合闸开关和孤岛解列功能。(3)采用联动方式，当配电总开关跳开后，联动跳开下级所有电源的公共连接点开关。
4.3确保计量安全的对策
(1)加强对《电力法》、《计量法》、《供电营业规则》的宣传，让用户明白窃电行为触及法律，需要承担相应的法律责任。(2)建立覆盖所有光伏发电地区的光伏发电量监测系统，根据日照强度、气象条件、关口表电量和总表电量，对光伏发电量相关数据进行跟踪分析，设置报警阈值实施常态监控，对于偏离参考站点过多的用户进行重点稽查。(3)推广智能电表的应用，确保对采集数据的实时在线监测。同时进一步加强装表接电管理，通过规范化走线、表箱、封签等硬件手段防范窃电行为的发生。
5结论
太阳能发电在电力系统中的主要应用表现为并网光伏发电技术。并网光伏发电系统能够将逆变得来的交流电直接接入电网省去了蓄能电池，减低了维护成本，同样间接的减少了环境污染。并网发电系统配备最大功率跟踪模块，能使得光伏阵列始终工作在最大功率点。光伏发电系统的容量继续增加，并且端电压已经达到额定值的限制，当光伏发电系统的容量继续增加时配电系统的有功功率、无功功率又会增加，此时的压降可能变为负值。甚至会出现光伏发电系统并网节点的电压超过输送端的端电压的情况。光伏发电系统的容量会与接入的位置相互作用影响着电力系统的保护动作。
参考文献：
[1]陈权,李令冬,王群京,段晓波,叶金根,曾野.光伏发电并网系统的仿真建模及对配电网电压稳定性影响[J].电工技术学报,2013,03:241-247.
[2]战杰,董存,张彦,马梦朝,赵义术.MW级光伏电站建模及其并网对配电网的影响分析[J].山东电力高等专科学校学报,2011,01:1-6.
[3]何后裕,何华琴,李小双.光伏接入对配电网网络损耗的影响分析[J].现代电子技术,2014,06:158-162.
[4]郭剑,徐剑楠.光伏并网发电对配电网的影响以及应对调整策略[J].电力需求侧管理,2014,02:38-40+44.
[5]于湛瑶.基于光伏发电并网对配电网保护的影响及对策[J].科技经济导刊,2016,22:74+65.
论文作者:桂生
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/4
标签：光伏论文; 系统论文; 配电网论文; 电网论文; 电流论文; 电源论文; 阵列论文; 《电力设备》2017年第7期论文;