摘要：当下人口基数不断增加、生态环境污染与能源枯竭日益加剧。世界各国在发展经济过程中提出节能环保的号召。在这样的社会背景下，光伏发电技术的应用与推广，已成为世界各国研究的热点问题之一。分布式光伏并网发电是光伏的主要技术之一，加强对该发电技术的应用，能有效促进我国整个电伏发电产业发展，同时也有利于解除我国当下面对的环境污染问题，促进人与自然生态环境和谐发展。
关键词：分布式光伏并网；配电网；影响；解决措施
引言
近年来，随着一系列光伏补贴政策的出台以及逆变器技术的日益成熟，分布式光伏已逐步向低压配电网中渗透，高渗透率分布式光伏并网已经成为低压配电网发展的必然趋势。然而，随着分布式光伏渗透率在低压配电网中逐渐提高，电网的结构也从传统的单电源辐射型逐步往遍布电源的复杂结构转变，线路的潮流以及电压特性也因此产生巨大变化。这些变化给低压配电网的运行和调控带来诸多困难，甚至会威胁到低压配电网运行的可靠性。因此，有必要研究分布式光伏并网对低压配电网的影响。
1光伏发电系统基本构成
光伏组件一般分为晶硅电池组件和薄膜电池组件两种，安设在建筑体屋顶上，其能有效接收太阳能辐射，并将太阳能转化为电能。而分布式并网光伏发电系统的主要构成有电能电池、汇流箱、系统保护设备、配电装置、监控系统等。本系统在设计过程中采用的光伏发电系统见图1所示，对其整体分析后，发现光伏组件采用并联与串联的方式，将光伏组件产生的直流电汇流后，经光伏逆变器转变为交流电，在交流配电设备的协助下，把电能顺利的输送给用户或对电网传导。
图1 并网光伏电站工作原理示意图
2分布式光伏并网发电系统对配电网电能质量形成的影响
2.1诱发电能形成直流偏离故障
该发电系统在运转过程中，主客观等多种因素均会影响运行效率。一旦控制电路内运算放大器的零点迁徙及驱动电路出现不统一现象时，从很大程度上分析，会造成逆变器输出电压指标形成直流分量问题，此时该发电系统以逆变器为媒介与配电网相接，就会把直流分量也整合至配电网内，进而造成配电网运行过程中形成直流偏离故障问题。若发电系统形成的直流分量造成变电器正常位点出现偏离现象时，就会诱导变压器形成一定饱和现象，直流分量高于规定指标时，将会对电源系统运行安全性形成负面影响，因为配电网线路阻抗相对较低，此时把数个逆变器直接并联整合至电网内，即便是个光伏并网系统输入电压有直流分量，但是也会在不同并网的逆变器间形成数量较多的直流环流。
2.2诱发电能形成谐波污染问题
通常情况下，并网系统以逆变器为依托实现并网的。但为有效规避其在特殊位置形成直通现象，相关人员通常在其运转期间对控制开关信号采用死区控制方法，这样保证逆变器在相同桥壁上的上、下两管死区时间内，两个开关管均能处于相同的运转状态中。但是受多种因素影响，逆变器运输过程中会形成较严重的高频谐波，这些谐波若长时间不能被解除，将会造成电流“畸形”。而在配电网现实运行期间，线路阻抗相对较大，如果未能及时实现对谐波的处置，情节严重将会诱发电压“畸变”。
3分布式光伏并网对配电网影响的改进措施
3.1电网运行控制不佳的改善方法
针对并网之后的电网控制效果不良问题，供电单位可以使用光伏发电功率预测技术等手段，对光伏电源接入后的自身功率变化情况以及并网后的电源控制进行监控，使得光伏电源以及其他的电源均可以在自动化控制下，实现动态化的监督管理以及供电的协调配置。首先可以在光伏电源接入后，对于电源周围的太阳能光照强度、云层的厚度等数据进行准确调查，然后利用技术构建光伏发电功率预测模型，根据气候的变化情况，预测同一类、不同季节太阳能发电时的功率数据，找出其中的规律，为并网后电网有效运行的控制工作提供依据。其次，结合供电区域的光照情况，调整光伏电源的设置区域，以此提高光伏电源的稳定性。例如可以在照射强度高的区域，多进行光伏电源装置的设置等。最后，可以在发电时多进行储能装置的设置，在电源供应中，可能出现供电功率不稳定情况，需要使用储备好的电能以实现有效供给，提高电网的运行效率。
3.2电能质量受损的改善方法
供电单位可以在并网之前，对于光伏电源以及各个接入点的电能质量进行综合性管理，应用在线监测手段对电能的质量进行检查，如果发现电压波动，或者大量谐波干扰，可快速采取措施，加强对电能质量的维护。
3.3孤岛效应的改善方法
对于该问题可以通过检修手段进行检测，以此有针对性地进行故障处理。目前较常用的检测手段有被动式检测法。当电网断电后，使用该手段可以对逆变器的工作参数进行调查，如果检出的输出功率以及负载功率之间存在较大的差异，就表明存在孤岛效应，当上述两个功率的值相差不大时，该法检出的效果不理想。同时，还可以使用主动式检测法。该法在检查时，需要对逆变器主动进行参数调整，以此来对电网的运行进行干扰。如果这些干扰参数无法被检测到，表明电网不存在孤岛效应，有故障问题发生时，逆变器的异常参数会远远超出标准值以及调节的数值，以便可以检测出该种效应情况。使用主动式检验手段后，检测人员可以获得精度值较高的参数，但是存在控制难度大等问题。此外，还有故障信号检测法。供电设备的监控系统会在故障发生后，及时发出光伏电源的异常信号，工作人员可迅速对并网活动进行调整或切断。目前，被动检测和主动检测两种方法联合使用对于检测孤岛效应的效果较好。
4发展前景分析
在科学技术日新月异的时代背景中，我国也加大对工分布式光伏发电系统研发工作的支持力度，国家相关部门与地方政府机关陆续颁发了与光伏产业发展相关的政策措施当下光伏式发电系统在发电站交通监控景观照明等领域中均有广泛性应用，很多光很多居民也陆续开始使用家用家居太阳能电源产品，其中居民自建房屋城市居民小区等是当下应用范围最广的分布式光伏发电系统，日照辐射优良，安装灵活度高，系统运行效率高是其主要特征促进其大规模推广应用过程，据不完全统计，截至2018年我国分布式光伏新增2096万千瓦，到12月底，全国光伏发电装机达到1.74亿千瓦，其中，分布式光伏5061万千瓦。国家发布的相关政策文件中明确指出，全力鼓励将分布式光伏发电系统建设，以实现和建筑工程的有效结合，支持企事业单位、社区与家庭安设与使用该发电系统，与此同时，关于屋顶问题、接入问题等也逐渐得到改善。
结束语：
分布式光伏并网是改善电能质量的有效途径之一。但随着光伏渗透率的提高，亦会给低压配电网带来诸如电压越限、网损增加等负面影响，这些将直接威胁着人们的用电体验，甚至还会损坏用电设备。因此，研究分布式光伏并网对低压配电网的影响，对适应大规模分布式电源并网，提高光伏在低压配电网的渗透率，保证配电网安全稳定的运行具有深远意义。
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论文作者:王胤
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/17
标签：光伏论文; 分布式论文; 逆变器论文; 配电网论文; 电能论文; 电源论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第18期论文;