摘要：目前，随着绿色再生能源的快速发展及运用，太阳能因具有独一无二的优点而备受青睐。然而外部环境能干扰光伏电池的输出特性，所以为了更加高效地运用太阳能，务必要实现对光伏发电系统的有效控制。
关键词：光伏发电；并网控制；再生能源
1 光伏发电及并网发电系统简介
太阳能光伏发电技术是指通过半导体界面的光生伏特效应将光能转换为电能的一种发电技术，其工作原理是半导体PN结的光生伏打效应。在接受太阳光照射时，部分拥有特定能量的光子进入半导体内，将会产生带负电荷的电子和因失去电子而带正电荷的空穴，在PN结产生的静电场的作用下，电子将向N型半导体运动，而空穴则向P型半导体运动，并各自聚集在两电极部分，达到动态平衡后，PN节中会产生一定的电势差，如果接通外部负载，负载中就会有电流通过。
2 分布式电源并网对电网的影响
2.1 配电网运行特性发生改变
随着分布式光伏、储能、微电网的发展，配电网由“无源网”逐步发展为“有源网”，配电网运维管理更加复杂。局部高比例分布式光伏接入，使电网下网潮流变轻，甚至出现倒送，严重时导致部分地区网供负荷特性发生变化。
2.2 电网电力平衡难度增大
在现有技术条件下，大多数地（县）调不具备分布式光伏发电监视和出力预测手段，常规负荷预测手段无法计及分布式发电的影响，特别是分布式光伏高比例接入地区，其对负荷预测精度的影响更为明显，电网大多数时段需要预留更多的备用容量以应对分布式光伏出力的变化。分布式光伏与集中式光伏、风电相互叠加，导致局部地区白天负荷低谷时段调峰难度加大，节假日期间更为突出。
2.3 电网调频调压性能下降明显
一方面，分布式光伏多采用恒功率因数（cosφ=1）运行，不提供无功功率，其集中并网地区下网潮流变轻，甚至倒送，使系统局部地区电压抬升明显，如遇节假日负荷低谷效应叠加，电压存在越限可能，严重时可能导致光伏电源脱网。另一方面，随着分布式光伏并网容量快速增长，大量负荷就地平衡，对网供负荷增长的抵消效应明显，相当于替代了部分常规发电机组。但分布式光伏在故障期间不能提供有效的无功支撑，造成动态无功支撑不足，暂态电压水平逐渐降低，严重时导致电压长时间凹陷。
2.4 增加了继电保护复杂性
大量分布式光伏接入，改变了电网潮流规律和网供负荷特性，配电网故障特征发生较大变化，致使继电保护整定计算及运行管理更加复杂。
2.4.1增加保护整定难度
故障情况下，分布式光伏短时间保持低电压穿越运行状态，将持续提供故障电流和恢复电压，增加线路重合闸和备自投失败的风险。仿真结果表明，当分布式光伏容量占比超过20%时，将出现因不满足检无压条件而导致备自投失败的情况。
2.4.2对保护配置提出更高要求
随着分布式光伏高比例接入及供电可靠性要求不断提高，配电网结构日趋复杂，传统单端保护已不能满足运行要求，将逐步应用以光纤差动为代表的快速保护。
2.5 对电能质量水平产生一定影响
分布式光伏高比例接入地区，变流器等电力电子元件大规模接入电网，易导致谐波、电压闪变、三相不平衡等电能质量指标超标。在浙江嘉兴部分分布式光伏集中并网点已出现过电压闪变、谐波畸变率等指标超标的案例。
2.6 影响电网供电可靠性
一方面，在线路发生故障时，分布式光伏可以为停电的用户供电，尤其是对于那些非常重要的负荷，年平均停电时间将可大大减少。但另一方面，在分布式光伏并网条件下，配电网可靠性的评估需要考虑新出现的影响因素，如孤岛的出现和分布式电源输出功率的随机性等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在当前条件下，孤岛运行将影响检修人员的安全，因此是不允许的，但若能提高运行管理水平，则可确保供电可靠性的有效提升。另外，分布式光伏受环境、气象条件影响很大，其出力很不稳定。这两种因素都从一定程度上影响供电可靠性的提升效果。
3 分布式光伏电源并网控制策略
3.1 科学合理规划
针对分布式光伏并网发电对电网安全运行的影响，供电公司要科学合理规划，为电网安全稳定运行提供保障。大规模分布式光伏接入电网后，装机容量在电力系统中所占比例将会越来越大，这种情况一方面会改变电网运行控制方式，另一方面原有电网结构的稳定性也会随之改变。未来电力客户所用电能很可能主要来自低压配电网，且电力用户能够参与电能运营，这些改变无疑对供电公司提供优质电能提出了挑战。供电公司应结合当地电网实际情况，科学绘制分布式光伏并网蓝图。以分布式光伏选址和定容、电网安全运行指标等为出发点，开展大规模分布式光伏接入的电网规划研究工作，为将来大量分布式光伏并网发电后，电网的安全运行提供有效保障。
3.2 健全相关技术标准及规范
得益于自身诸多优势和国家政策的支持，分布式光伏发展迅速，然而与之并网发电相匹配的相关技术标准及规范发展相对滞后。从分布式光伏并网发电系统安全、有序地接入大电网发电的角度出发，电力部门一方面要充分研究分布式光伏并网发电系统的基本技术参数、分析电网抗干扰的能力、掌握分布式光伏并网发电系统的控制特点、细化分布式光伏并网规模、并网电压等级等方面的技术参数，建立完备的技术标准和规范；另一方面，制定分布式光伏产品进入电网的标准，把好接入网分布式光伏设备的质量关。
3.3 加强和规范分布式光伏发电申请与并网管理
一是规范分布式光伏并网服务，供电公司要明确各部门工作职责，划定业务界面，理顺工作流程，分布式光伏报装、抄表结算、用电检查实行专业化管理，低压分布式光伏业务实行属地化办理；二是加强前期业务受理管控，一次性告知光伏发电所需资料，准确答复客户光伏咨询事宜，定期对接已备案长期不施工的客户，掌握客户的意愿动向；三是严格服务时限，确保按时限履行并网流程，按周期对自然人客户进行集中备案，杜绝因工单超时限或备案不及时而延误客户并网；四是加强对光伏产品、第三方施工单位的监管力度，确保客户利益不受损害；五是通过营销业务系统、95598电话回访等渠道，常态化开展分布式光伏服务管控，坚决杜绝超时限、体外流转等现象，提高分布式光伏并网服务工作质量。
3.4 加快建设有利于我国新能源产业健康发展的外部环境
解决新能源“产能过剩”，仅仅通过加速退出和限制进入模式并不能实现行业的优胜劣汰。在优化新能源自身市场结构的同时，要注意消除新能源产业与发电和电网的体制性冲突，解决中央与地方之间由宏观调控和追求地方经济发展所产生的不协调问题，才能真正解决新能源产业的“散、乱、低”问题。这就要求各管理部门、各级政府之间要形成促进我国新能源产业规范、创新发展的合力；同时从有利于企业形成长期稳定的政策预期出发，明确哪些环节要补贴和扶持，哪些环节要调节和控制。要加快建设完善我国新能源发电系统的技术标准和监管体系，将相对成熟的企业标准转化为国家和行业强制性标准。尽快实施新能源产品和装备的质量认证制度，优先支持那些符合标准的产品和企业，加快淘汰不符合标准的产能和企业，通过加强标准管理，强化市场优胜劣汰的功能和作用。加强对行业产销形势的监测、分析和国内外市场需求的信息发布，发挥市场配置资源的基础性作用。综合运用法律、经济、技术、标准以及必要的行政手段，协调产业、环保、土地和金融政策，形成抑制产能过剩、引导产业健康发展的合力。同时，要坚持深化改革，标本兼治，通过体制机制创新解决重复建设的深层次矛盾。
结束语
总之，分布式光伏发电技术是解决能源和环境问题的有效途径，大规模分布式光伏并网发电是未来有利用效能源的快捷方式，但其在电能质量、继电保护、电网规划等方面给电网带来的影响不可忽视，开展分布式光伏并网发电对电网影响的研究工作很有必要。供电公司可以从网源协同的角度出发，通过科学合理规划，建立健全相关技术标准和规章制度，减少分布式光伏并网给电网带来的影响，确保电网安全稳定运行以及分布式光伏的健康发展。
参考文献
[1]孙晓龙.分布式光伏直流电源及并网逆变器的控制研究[D].石家庄：河北科技大学，2016：32-35.
[2]成林俞，戴瑜兴.分布式光伏并网逆变器自适应控制策略[J].电力电子技术，2015(7)：27-28.
论文作者:刘 茜
论文发表刊物:《中国电业》2019年第07期
论文发表时间:2019/7/31
标签：分布式论文; 光伏论文; 电网论文; 并网发电论文; 新能源论文; 负荷论文; 电能论文; 《中国电业》2019年第07期论文;