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摘要：光伏发电的形式及其特性对配电网规划、电网运行以及电网运营都将产生一定的影响，光伏发电系统接入电网时应严格遵守相关规程规范，遵循接入电网基本原则，另外，针对光伏发电接入电网的相关管理政策亟需完善加强。本文就光伏发电系统接入电网影响进行简单的阐述。
关键词：光伏发电系统；接入电网；影响；研究
1光伏发电接入电网的影响分析
1.1对电网运行的影响
①电网电压：将光伏电源接入配电系统，会降低线路电压损耗从而抬高系统节点电压。
②电能质量：当光伏电池有电能输出时，并网逆变器通过最大功率点跟踪输出有功功率，并以单位功率因数向电网供电。逆变器的开关频率、并网控制策略、直流侧电容的选取、交流侧滤波电感和电容的取值等因素都会影响到光伏并网的谐波问题。此外当电网断电时，光伏发电系统可能和周围的负载构成自给的供电孤岛，使得孤岛区域的供电电压和频率不稳定，引起一系列其他电能质量问题。
③继电保护：对于在光伏电站上游的所有保护而言，都将产生逆流现象，其结果是继电保护对于上游和下游的故障在达到整定值时都将动作，从而失去选择性；当光伏电站接在保护上游时，在保护的下游发生故障，光伏电站具有助增作用，将导致保护的保护范围（灵敏度）增加，当助增效果足够大时，对于电流速断保护而言，保护将升入相邻下一级线路，保护将失去选择性；当光伏电站接在保护下游，在光伏电站下游发生故障，流过保护的短路电流将减小，光伏电站具有分流作用，当分流足够大时，将导致保护的灵敏度减小，对于限时电流速断保护而言，它的保护范围可能会达不到全线。
④电网调峰调频：光伏电站的出力具有很强的间歇性、随机性和波动性，不宜控制，从而给电网的调峰调频带来难度。
⑤系统暂态稳定性：对比同等容量的同步机组，光伏电站接入电网后电网总的功率频率特性系数较小，负荷变化引起的频率波动性较大，系统更容易发生频率失稳现象。
⑥调度自动化、监控：导致馈线分段开关拒动，破坏馈线自动化开关之间的配合。分布式光伏电源在馈线末端接入，故障后未脱离电网，持续提供电流，影响接入点附近的分段开关不会因失压而分闸，从而可能导致故障点不能有效识别并隔离；导致重合器误动，分布式电源在馈线末端接入，在故障时产生反向故障电流，如果该电流过大将导致重合器误动。
当分布式光伏电源接入母线时，其对配电网故障的影响将与主电源的影响相叠加，传统的配网自动化故障检测、定位及隔离策略选择性更易得到满足；当分布式光伏电源接入馈线时，在光伏电源容量较大且故障后光伏电源无法快速脱离电网的情况下，会造成传统配网自动化故障检测、定位及隔离策略的不适应，特别是针对短路容量小的系统而言尤为严重。
1.2对电网运营的影响
公用电网的作用是将电力由电源输送至用户，因此，公用电网的规划建设与电源规划建设是互相衔接的，能适应较长时期内的潮流分布，可较好地兼顾供电可靠性和经济性，设备利用效率较高。光伏电站的接入会对电网潮流分布造成影响，进而引起部分设备负载变轻，利用率降低。
2对策建议
2.1含光伏发电系统的配电规划建议
①进行分布式发电的布点规划，在已有电网的基础上进行光伏电源的布点规划，首先需根据自然资源的分布情况和国家的能源政策确定光伏电源的类型、容量和位置；然后结合光伏电源接入的实际电网，从技术角度进行光伏电源的最优容量和位置的规划。
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②随着越来越多的光伏发电设备进入电力市场，在规划中必须要考虑各种光伏电源的电气特性和经济性，以及对光伏电源的接入进行经济和技术分析。
③进行计及光伏电源的配电网扩展规划。从电网公司的利益角度出发，根据系统负荷的增长情况，在系统达到其容量限制时，在满足各约束条件的前提下，以经济成本最小为目标，提出可以满足负荷增长要求的系统最佳增容方案，即由电网升级、新建线路、变电站增容扩容以及在适当的位置安装适当容量的光伏电站所组成的最佳方案。
④实际工程中，根据对发电容量和负荷需求的预测，在现有网络的基础上作系统的可行性分析，若系统不能满足要求，则下一步是扩展计划的边际成本与最经济的光伏发电相比较，若光伏发电更为经济则通过进入下一步筛选。
⑤在可行性分析中，要从国家政策法规和成本预测等方面分析，内容包括需要安装的地区的类型和数量的限制，考虑负荷侧管理等因素，以及技术使用寿命等。其次光伏电站的选址和定容需满足规划要求，最后还要考虑并网问题和其对系统保护的影响等。
⑥通过对配电网的改进和调整，降低系统的最小负荷；在分布式光伏电源侧增设储能装置，将光伏发电存储起来，减少光伏电源的废弃率；通过电价激励等方式将部分可调负荷转移到分布式光伏电源出力比较多的时段（如每日的中午时段）。从而有效缓解一些馈线的容量限值，延迟馈线投资的同时也可能降低电压降落的问题，减少线损，减少线路的投入。
2.2含光伏发电系统配网运行技术对策建议
2.2.1无功补偿措施
①光伏发电站安装的并网逆变器应满足功率因数在超前0.95～滞后0.95的范围内动态可调。通过10～35kV电压等级并网的光伏发电站功率因数应能在超前0.98～滞后0.98范围内连续可调。
②对于通过110kV及以上电压等级并网的光伏发电站，其配置的容性无功容量能够补偿光伏发电站满发时站内汇集线路、主变压器的感性无功及光伏发电站送出线路的一半感性无功之和，其配置的感性无功容量能够补偿光伏发电站自身的容性充电无功功率及光伏发电站送出线路的一半充电无功功率之和。
③对于采用10kV及以上电压等级接入的光伏电站无功补偿装置可在升压变低压侧集中配置，对于采用400V电压等级接入的光伏电站，无功补偿装置可在汇集点集中配置。
④建议对于光伏电站接入系统开展无功电压专题研究来确定无功装置类型及其容量范围。
2.2.2含光伏的电源管理及规划建议
①电源投资规模巨大，回收期长，且受到负荷增长率、贴现率、燃料价格等不确定性因素影响，光伏电站的接入以及电力市场改革带来了更多的不确定因素。需建立更有效的经济评估体系和风险评估体系，减少项目投资的资金风险，保证获得最大投资回报。
②根据可再生能源的鼓励措施，结合“电网公司必须全部接受光伏电站所发电量”这一实际情况，在生产运行模拟中可以把光伏电源作为负荷模型来处理，对等值负荷曲线进行修改，然后再对其它的常规电源进行生产模拟。
③目前大多数分布式光伏电站在接入配电网时仍遵循所谓的“安装即忘记”原则，这成为限制分布式光伏电站接入容量的主要障碍。主动管理是针对这一被动方式提出的一种新的管理模式，给配电网带来了很大的技术影响和经济影响，需研究分布式光伏电站在主动管理模式下的定址定容规划。
④在厂网分开的竞争体制下，原来的单一投资主体分化为多个投资主体，如何在多投资主体决策的相互影响下进行含有光伏电源电网联合规划需要深入研究。
3小结
近年来，在国家发展低碳经济、促进节能减排政策的引导下，太阳能发电得到迅速发展。光伏发电站具有相对容量小、分布广等特点，也将对电网传统运营模式带来挑战，因此有必要开展光伏发电接入对于电网的影响研究及对策分析，积极引导光伏电站的合理布局。
参考文献：
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[3]肖静,杨艺云,张阁,肖园园.基于DIGSILENT仿真的光伏发电对配电网谐波影响研究[J].广西电力,2015,(05):10-14+27.
论文作者:孟竹,酆悦
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/9
标签：光伏论文; 电网论文; 电站论文; 电源论文; 系统论文; 分布式论文; 发电站论文; 《基层建设》2017年第33期论文;