摘要：光伏发电将在21世纪占据世界能源消费的重要席位，成为世界能源供应的主体，随着电力政策的放宽，光伏发电以小型分布式接入配电网成为必然趋势，而光伏发电的间歇性影响原有配网的线路潮流、节点电压、网络损耗等特性，为此目前配电网对光伏接入容量有一定要求，为最大限度地服务分布式光伏接入需求，提高分布式光伏发电的渗透率，有必要对原有配电网进行适应性升级改造。
关键词：分布式；光伏；配电网；控制；分析
引言：随着社会经济的发展，生活方式以及生产方式对电量的需求越来越大，需要加强对配电网进行改造升级。配电网是实现对电能充分利用的电力网络，当前我国的配电网系统多出现容量低、电能损耗大以等多个方面的缺点，因此需要对低压的配电网系统进行升级。分布式光伏接入配电网能够有效地提高电能的利用率，避免电量的流失，因地制宜地利用太阳能资源来替代化石能源消耗，使得配电网工作实现高效清洁地运行。当前，分布式光伏系统已经被广泛地运用到城市配电网中，采用接入公共电网的形式，为公共电网附近的居民用户提供电能。
1.分布式光伏发电的意义
目前分布式光伏发电系统已经被广泛地运用到城市高层建筑物屋顶的光伏发电项目中去。分布式光伏发电主要是安装在用户居住的建筑物附近，用户对电能可以充分地白发自用，并且将多余的电能输送到网络中去，有效地实现了配电系统的协调运行，提高了电能的利用率。分布式光伏发电充分地利用当地的太阳能，有效地减少了发电过程中所需要的化石能源消耗，实现高效清洁地发电。分布式光伏发电系统是一种新兴的，能够实现能源高效率利用的，发展前景可观的综合性比较强的发电系统，它能够为用户和工业提供充足的电量，还能够有效地减少了以往电量经长途运输而造成的能源损耗现象，不会对周边的环境产生噪声污染和大气污染，能够有效地缓解城市工业和生活用电紧张的状况，实现供电与用电并行，避免因为停电发生事故，具有较高的安全性。
2.含分布式光伏的配网改造方法
2.1配电网改造边界
本文提出的分布式光伏接入后的配电网改造，以不改变上级电网配置和运行为基础，主要解决配电网中分布式光伏按报装容量接入问题，因此仅针对分布式光伏接入位置、线路容量、峰谷调节、电压调节等开展相关技术研究，而未涉及分布式光伏接入后的电网二次设备改造。本文考虑分布式光伏电站在规划建设时，应满足国家及行业的相关技术规定。因此其功率因数为1.0，且发电功率随光照快速调节及具备防孤岛保护等功能。
2.2配电网改造目标与方法
含分布式光伏的配电网改造主要考虑如下目标。一是在电网完全稳定范围内，尽量满足分布式光伏的报装容量，提高分布式光伏渗透率，同时保证系统安全稳定运行。二是针对高供电质量需求的用户，若光伏电站本身不设滤波装置则应保证分布式光伏与该类用户有较远的电气距离，如采用专线接入变电站方式，以保证用户点谐波水平满足其需求。三是针对高供电可靠性需求的用户，应有足够的备用容量，且降低光伏发电的波动性，因此需配置一定量的储能电池。四是针对一般电力用户，则以网络损耗最低为目标，提高系统运行的经济性。本文利用层次分析法，在分布式光伏接入目标的基础上，确定电网改造的先后顺序，从而保证分布式光伏接入后电网的安全稳定运行。层次分析法是把复杂的问题分解为若干组成因素，按照支配关系分组，形成有序的递阶层次结构，通过两两比较判断的方式确定每一层次各因素的相对重要性，然后在递阶层次结构内进行合成得到决策因素相对于目标的重要性总顺序。针对配电网接纳分布式光伏接入的改造目标。
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3.基于分布式光伏接入的配电网改造方法
3.1提高分布光伏系统运行的安全稳定性
加强分布光伏系统运行的安全稳定性需要遵循配电网运行的两个原则，主要为安全性原则和经济性原则。分布式光伏系统并网时，无论处于哪种运行状态都要确保电网工作人员以及周围用户的生命安全。要加强对分布式光伏接人的配电网的三道防线的防护，主要是加强对逆变器、专用低压器以及低压反孤岛装置的防护。用户在选用逆变器时不应该贪图价格低，应该侧重于逆变器的质量，选择性价比高的逆变器来进行使用，充分地考虑逆变器的功能配置与电网系统保护的配合，进而实现有效的防护。因为分布式光伏接入的配电网会产生不同程度上的电压水平变化，因此要加强对专用低压器的防护，采用无压跳闸，有压时合闸的形式来确保配电网的安全运行，形成电压的自动化调节模式，与上级电网的安全配置系统相互适应。要加强对反孤岛装置的防护，提高电力检修的性能，使得逆变器能够及时地检测出电压频率的异常，并在2s内作出防护动作，到达破坏孤岛运行的目的。
3.2减少分布式光伏系统运行的能源损耗
分布式光伏系统发电主要是将太阳能转化为电能，因此分布式光伏系统的运行时容易受到环境因素的影响，导致其输出功率以及电压的波动情况都会表现出随机性。当分布式光伏系统并网后，会给配电网带来多方面的影响。配电网的潮流流向、大小及在线路上分布的情况都直接对电网的能源损耗起着决定性作用。在满足配电网安全运行的情况下，尽量地减少配电网的成本投资以及用户的经济支出，实现分布式光伏发电高效节能的目标。要实现最大化的经济效益，运用最少的监控设备来保证高安全性，并从源头上减少用户的经济支出，有利于分布式光伏发电的可持续发展。分布式光伏系统接入电网的不同接人方式以及不同接入容量都会对配电网的能源损耗有着直接影响，当分布式光伏的接人容量小于电网主线的输送容量时，随着分布式光伏离主线的距离越来越远，配电网的能源损耗也在不同程度上呈现下降趋势。但当分布式光伏的接人容量大于电网主线的输送容量时，随着分布式光伏离主线的距离越来越远，配电网的能源损耗呈现的则是上升趋势。当分布式光伏的并网容量与其所连接的线路负荷功率要求相适应时，电网系统的能源损耗最小。所以，将分布式光伏接入配电网的改造方法要以降低能源损耗为主要基准，将分布式光伏的接入容量控制为小于电网主线的输送容量，且分布式光伏的并网容量与其所连接的线路负荷功率要求相适应，能有效地减少能源损耗，提高配电网的运行效率，实现经济效益。
总结：对分布式光伏接人配电网的改造要立足于不改变上级电网配置以运行为主要基础，保证电网始终保持在一个稳定的范围内，电网的运输容量要满足分布式光伏的报装容量，要使用滤波器对高电量需求用户的谐波进行滤波，并且要使分布式光伏与用户所在的位置保持一定的距离，且要有足够的备用容量。
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论文作者:王飞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/17
标签：分布式论文; 光伏论文; 配电网论文; 电网论文; 系统论文; 容量论文; 电能论文; 《基层建设》2019年第5期论文;