摘要：分布式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，我国分布式光伏发电技术发展逐渐加快，具有比较大的发展潜力，但是由于分布式光伏发电系统规模过小，所以大量分布式光伏发电的并网导致对我国电网的安全性造成了一定程度的威胁。分布式光伏发电大量接入10KV及以下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。当分布式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。
关键词：分布式光伏发电并网；配电网运行；安全影响
1简要分析分布式光伏发电
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后，空穴由P极区往N极区移动，电子由N极区向P极区移动，形成电流。
光电效应就是光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子（光波）转化为电子、光能量转化为电能量的过程；其次，是形成电压过程。
多晶硅经过铸锭、破锭、切片等程序后，制作成待加工的硅片。在硅片上掺杂和扩散微量的硼、磷等，就形成光伏发电原理图P-N结。然后采用丝网印刷，将精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂一层防反射涂层，电池片就至此制成。电池片排列组合成电池组件，就组成了大的电路板。一般在组件四周包铝框，正面覆盖玻璃，反面安装电极。有了电池组件和其他辅助设备，就可以组成发电系统。为了将直流电转化交流电，需要安装电流转换器。发电后可用蓄电池存储，也可输入公共电网。发电系统成本中，电池组件约占50%，电流转换器、安装费、其他辅助部件以及其他费用占另外50%。
2分布式发电对配电网的影响
2.1对配网自动化的影响
所谓自动化主要是按照短路电流于配网系统中的布局状况与位置分配等对应锁定故障。例如：系统中的某处发出了短路警示，别处无任何反应与信息，意味着警报点所在区域存在故障问题，相反，如果其他区域也出现了短路电流警报，则要重新定位故障。然而，由于分布式光伏发电与馈线相连，即便系统中某部分有故障，短路电流不仅将流经这一部分的电源端点，同分布式光伏电源相连的端点同样将有短路电流流过，这就意味着旧式的故障定位原理无法發挥作用。
2.2对配电网电能质量的影响
分布式光伏发电并网，其注入功率改变了稳态的电压水平，带来了电压、电流的波形畸变。对配电网电能质量的影响主要体现在以下几方面：（1）谐波畸变：分布式光伏发电采用电力电子换流器，对配电网不可避免地引入了谐波电流，同时导致系统的电压畸变。其影响程度取决于电力电子换流器的配置和技术。而分布式光伏发电中的电抗和配电网的电容很容易引起谐振，放大谐波畸变。（2）电压波动和闪变：分布式光伏发电受限于太阳辐射、客观环境温度等，其输出的功率受到天气条件的影响，具有一定的波动性。功率的变化容易引起电力系统的电压波动，从而导致闪变。（3）改变潮流方向：配电网的电压分布也受到了分布式光伏发电的接入位置和容量的影响。当其容量越大，输入功率越高，在其接入的馈线的节点电压上升越高，容易导致潮流倒向，在其接入点造成配电系统的电压极大值。
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2.3对配电网网络损耗的影响
分布式光伏发电的并网会对配电网损耗造成一定影响，并取决于其接入的位置和容量。其接入配电网任意位置都会增加线路损耗，并且越靠近线路末端，损耗越大。当分布式光伏发电的并网容量较大达到一定的负荷时，会向配电网倒送功率，导致系统网络损耗加大。
3针对性的解决方法
3.1继电保护问题解决方案
分布式光伏发电并网容量较大时，因考虑各种极端情况下保护的灵敏性并进行校验，同时需考虑给电流保护加装方向继电器。
分布式光伏发电并网后会导致保护重合闸存在故障点电弧持续时间长的问题，故可适当将重合闸时限延长。为了消除非同期合闸的安全隐患，光伏发电侧重合闸继电器应检同期，而系统侧则应检线路无压。同时，在光伏发电侧配置低周低压自动解列装置，并在重合闸动作前将其切除。
优化分布式光伏发电并网系统孤岛检测方法，分析光伏发电对配电网故障电流大小、方向及分布的影响，提高故障情况下负荷切除和孤岛划分的选择技术。配置快速有效的反孤岛保护功能，在异常情况时刻准确判断孤岛状况，并迅速解列分布式光伏发电，实现孤岛和联网运行的无缝切换控制技术，保证配电网故障快速可靠切除和及时恢复供电。
3.2检修安全管理问题解决方案
分布式光伏发电发生孤岛效应不可避免，因此需要通过加强检修管理措施及修订管理规程。加强分布式光伏电源并网配电网的安全性，可以通过制定分布式光伏并网配电网的检修管理，强化分布式光伏发电的检修安全管理，避免出现输出线路检修过程中分布式光伏发电电源向电网送电导致人身安全受到威胁等问题出现。
3.3计量安全问题解决方案
加强对《计量法》以及《电力法》的宣传力度，让用户深刻明白偷电行为是要承担法律责任的；建立光伏发电量监测系统，根据气象条件以及日照强度等对光伏发电大电量数据进行跟踪分析，设置好报警阈值；对未使用的光伏项目加强设计审查工作，完成信息建档工作。
4配网安全运行的保护措施
分布式光伏发电系统并网后，配网安全运行最为有效的保护方法就是精准地审核、校对保护定值，从而确保配网安全运行。或者延迟变电站重合闸时间，使其滞后2-3秒，当分布式光伏电源有了较高的发电量，接连大于系统容量的20%，则有必要对配网终端的故障设定值进行重新整定。与此同时，还要加大对配网安全检修与运维力度，为了让配网检修有所参照，更加规范，有必要编制出一套科学合理的并网检修规范，防范配网配电传输中电能的传输，切实按照检修安全方面的相关规定来检验电能，如果发现非用电状态下，系统带电则意味着存在窃电问题，此时要切断进线开关。
结论
分布式光伏发电并网将对配电网运行带来多方面的不良影响，具体体现在对配电网自动化的不良影响，对安全保护的影响，检修安全的影响以及安全计量等的不良影响。分布式光伏发电并网对配电网安全运行的影响可以通过采取针对性措施来解除，然而，实际运行中要不断总结经验，要积极开发多种软件、硬件设备与资源，为配电网安全运行创造良好条件，保护配电网系统整体安全。
参考文献：
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[4]常佳蕾.分布式光伏电源接入对配电网影响及并网规划研究[D].华北电力大学，2016.
论文作者:覃志涛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/3
标签：分布式论文; 光伏论文; 配电网论文; 电流论文; 系统论文; 电压论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第18期论文;