冀东油田供电公司 河北唐山 063200
摘要：随着光伏电站并网数量的增加，这种依靠太阳能等自然资源的发电方式对配电网的影响也逐渐显现出来。光伏发电容易受到自然因素的影响，具有一定的随机性和波动性，同时，光伏电站并网后，配电网由原来的单电源系统转变为多电源系统，导致配电网中谐波和直流分量增加，影响配电网的安全运行和电力设备的正常工作。新能源企业要抓住机遇，迎接挑战，认真分析和总结光伏发电并网存在的问题，并制定有效方案予以解决。
关键词：光伏发电；配电网；影响；对策
一、光伏发电并网的重要意义
1.1有利于优化供电布局
光伏发电被广泛应用，其中一个重要原因就是其占地面积小，不需要规划专门的发电用地，可有效利用建筑物顶部的空余部分，充分利用了建筑物的使用价值。城市和农村中使用光伏发电具有不同的目的，城市具有完备的基础设施，因此供电比较稳定，所以在城市的楼房顶部设置光伏发电板，是对可持续发展号召的贯彻落实。农村的电力设施可能存在不完备的情况，使用光伏发电是为了弥补供电系统的不稳定。无论是城市还是农村，光伏发电并网都会使我们日常生活的供电布局得到最大程度的优化。
1.2有利于电能的可持续发展
众所周知，由于人口基数大，我国的自然能源总量急剧减少。传统的发电主要是依靠火力发电，依靠燃烧煤炭等自然资源达到发电的目的，不仅大量消耗了自然资源，还对生态环境产生了负面影响。近些年来，我们在积极开发新型的发电方式，比如水力发电、核能发电、太阳能发电等。光伏发电就是利用太阳能来发电，太阳能是一种新型的、不会竭尽的能源，可以有效缓解自然资源接近枯竭的危机。
1.3有利于提高电力企业的社会效益
光伏发电不同于传统的变电站，呈现出分散布局的状态，可以对不同地域的生产生活用电起到补偿的作用，从而使社会大众都能享受优质的供电服务。光伏发电的并网可以出售社会大众未使用的盈余电量，这样就会增加光伏设备使用者的经济收入，可以提高其生活水平。所以，光伏发电的并网可以充分发挥电力企业的社会效益，为构建和谐社会奠定基础。
二、光伏发电并网对配电网的影响
2.1 对配电网电流保护的影响
2.1.1 具体表现
光伏发电系统接入电网配电系统时通常采用 10 kV 馈线做为载体。配电网出现异常情况时，故障电流的大小与分布与未接入光伏电源前的差异非常大，当光伏电源容量大到一定程度时会对配电网继电保护装置产生负面影响，在光伏电源容量比配电网系统容量大很多的情况下更加明显。光伏电源可以影响或改变故障电流的属性，对保护装置造成各种潜在风险。图 1 为光伏发电系统连接配电网的线路示意。
2.1.2 机理分析
（1）光伏发电系统馈线上游出现异常时，有可能使馈线保护作出错误的判断与行为。如图 1 中，在馈线 B 与 C 点之间接入PV1，位于 BC 段上游 AB 段的 k3 点出现异常（k3 可以是该段任意点），BC 段的保护配置 R2 侦测到 PV1 产生的反向故障电流，而 R2 无法识别电流向 AB 段还是 CD 段。如果 PV1 的容量大到一定程度时，反向故障电流超过保护配置 R2 的参数值，R2 会做出错误的识别和动作。没有上游系统保护配置 R3 的情况不同于R2，接与不接 PV1 对它没有任何影响。
（2）与馈线并邻的其他馈线发生异常也会影响保护配置。如图 1 所示，在馈线 B 处接入 PV2，A 到 E 之间的相邻馈线的任意点，如 k4 点出现异常时，保护配置 R4 接收到下游 BC 段中PV1 与 PV2 以及系统电源发出的故障电流信号，这个数值比不连接 PV1 和 PV2 时大很多，保护配置 R4 会作出应对动作。此时保护配置 R3 接收到 PV1+PV2 的反向故障电流，R2 也会接收到来自 PV1 的反向故障电流。如果 PV1 和 PV2 的容量超过一定程度，突破电流速断保护上限会使保护配置 R2，R3 产生错误动作。
（3）光伏发电系统出现容量各异或故障位置不同的情况，都会使馈线系统出现灵敏性紊乱。如图 1 中，当系统中 B 点与 C点之间的馈线部分的任意点（假设为 k2）发生故障，此段保护配置 R2 作出应对响应，系统侧电源也会输出故障电流，此故障电流比未接入 PV1 的故障电流大，但保护配置 R2 感受不到故障电流的增加量。PV1 还会分流影响保护配置 R2 对故障电流的感知度，使 R2 灵敏度降低，PV1 容量过大会使分流作用加大直至保护配置 R2 完全不能感受故障电流。如果馈线 C 点到 D 点之间出现问题，保护配置 R1 除感受到系统电源+PV1 的故障电流，还会感受到因 PV1 助增的故障电流量，保护配置 R1 将在实际故障电流量小于感知故障电流量的情况下提高敏感度。
2.2 对自动重合闸的影响
自动重合闸（AAR）是当线路异常无法工作时，继电保护系统做出动作使断路器跳闸后，在非常短的时间内使断路器重新合上的一种保护配置。供电系统线路故障有大有小，重合闸保护功能运用在线路发生短暂而轻微的故障导致跳闸后，可以快速恢复电路的供电运行的非全电缆线路中。根据 IEEE 1547 标准要求，电网电源中断后，分布式电源必须断开与电网的联结。因此重合闸前的加速模式中，每次线路故障时都必须断开光伏发电系统，再次联结时完全恢复所需的工作量大且过程复杂。不然在重合闸运作时会使电弧重燃，导致重合闸动作失败的同时还会增加线路的损坏。因此，光伏发电并网系统出现故障跳闸后，必须等到故障点电弧完全熄灭后再进行重合闸动作。光伏发电并网系统与重合闸系统不能充分协调，在合闸间隔时间上存在不协调因素，需要调整重合闸的时间设定并且在光伏发电系统中安装低压解列装置。
2.3 光伏发电与配电网保护系统的配合
10 kV 规格及以下的光伏发电系统的特点是，可以与本地负载相连后通过断路器直接与 380 V 的配电网连接。当光伏发电系统与配电网的接点出现故障时，并网系统断路器的时间配合上会出现问题，主要表现在自动重合闸断开过程中，首先保证光伏发电系统与主电网有效断开，并不是所有的光伏发电系统都会影响线路保护与重合闸正常运作，对主电网产生影响的只是部分接入点有问题或光伏发电系统容量过大的个体，最典型的是因光伏发电系统容量过大所导致的问题。配电网的大部分的故障都是瞬间发生的，如果只要一发生故障就切断所有光伏发电系统，会降低光伏发电系统的效率。光伏发电系统长期的短间隔停启，也会损耗发电设备。因此，光伏发电系统保护与配电网保护之间的相互协调，可以达到降耗增效的目的。
三、结语
光伏发电作为新能源的一种重要形式有着很好的发展前景，光伏并网发电系统应用范围不断扩大，但是，在实际的运行中还面临着一定的阻碍，新能源企业要加强与电力企业的沟通合作，采取有效措施提升光伏发电性能，保障并网质量。
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作者简介：孙长波（1987年2月17日），男，天津宝坻，汉，本科，高级。
论文作者:孙长波,孙长奇,马追
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/25
标签：光伏论文; 系统论文; 故障论文; 电流论文; 配电网论文; 电源论文; 馈线论文; 《建筑细部》2019年第9期论文;