摘要：光伏发电技术与并网技术的发展都促使日益增多的光伏发电电源并网，光伏发电具有一定的优势，但是同时也给配电网的运行带来了很大的影响。能源危机的加剧，也促使了大力发展新能源，尤其是太阳能。如何提升光伏发电并网带来的优势，而减少光伏发电并网给配电网带来的影响，是当前急需研究的话题。本文通过对光伏发电并入配电网的特性分析，进一步得出一些解决措施，希望对光伏发电并网有一定的益处。
关键词：光伏发电；并网；配电网；特性；分析
0 引言
各行各业在经济发展的浪潮下都取得了长足的进步，对于电力能源的供应需求也在水涨船高。但是，当前全球面临能源危机。煤炭等不可再生资源日益紧缺，这就使得人们对于可再生资源进行积极的开发与利用。其中太阳能是一种最为广泛的清洁能源。光伏发电技术经过不断的发展，现在也已经有了很大的进步，并取得了更为广阔的应用空间。光伏发电技术的单独应用并不能满足电力需求，大规模的光伏发电都以并入配电网形式加入到电力网络中来。光伏发电的并网，其中有优势，也有劣势。我们要充分利用优势，避开劣势，最大程度发挥光伏发电在积极作用。[1]
1 光伏发电并入配电网的优势
光伏发电并入配电网的优势如下：
(1)采用太阳能光伏发电并网，即利用了可再生的清洁太阳能，完全不会造成有限的不可再生的煤炭等化石能源的耗费。在光伏发电的过程中，也不会像传统能源一样，产生有害污染物或者温室气体等。在满足人们用电需求的同时，还保护了环境，促进社会的长远发展；
(2)光伏发电装置可采取就地就近分散供电，分布式安装的方式。其进入或退出电网都较为灵活。电力系统抵御自然灾害的能力也就加强了，电力系统自身负荷状况也容易达到平衡，线损也会降低；
(3)光伏发电的并入配电网，均以电能作为储能装置，在这个方面，它相比于独立的光伏发电系统可节约蓄电池的使用，此举可节约建设投资大概40%左右，因此发电成本也就随之降低。而且，蓄电池的节约，还避免了电池的二次污染，也将系统的平均无故障时间提升了；
(4)光伏发电并网还可发挥调峰作用。目前为止，世界上发达国家都在大力推广光伏发电并网技术，这是光伏应用方面的竞争关键。作为全球光伏发电的主要趋势，并网技术是当前的重要部分。其还可发挥调峰作用，用于调节电网的峰谷平衡。
2 光伏发电并入配电网的缺点
虽然光伏发电并入配电网有很多优势，既可节约不可再生资源，又不会产生污染物，但是就目前的技术水平来说，其并入配电网不可避免的会出现电能质量问题。具体主要有以下几点：
2.1 光伏发电并入配电网对电网谐波的影响
因为光伏发电装置设置于室外，所以其非常容易受到外界环境的影响。诸如天气变化、温度变化、光伏板所安装的位置等，都会对其输出功率有所影响。在变化率最大时甚至会达到或者超过其额定量的百分之十。这就会产生发电量不稳定的问题，最终会影响到并入电网的谐波。
2.2 光伏发电并入配电网对电网潮流方向的影响
随着日照的强度变化，光伏发电的功率也在发生变化。不稳定的发电功率情况下，其接入配电网，就会导致电网潮流方向发生改变。这对于电网的调度运行、规划计划等都会有不小的影响。且光伏发电单位并不具备调度自动化功能，这也会增加电网控制、调度运行工作的难度。在这种情况下，一旦有数量较大的光伏发电设备发电并入配电网，就会使得电压的波动加剧，并将引起无功调节装置、电压调节装置的频繁动作。
在光伏发电系统所占比例较大时，那么其所馈入的配电网也就从单电源辐射状网络结构发生变化，变成双端、多端的电网结构。这种情况下，如果有故障电流产生，其大小、持续时间等都会发生变化，最终会影响到整个电网系统的保护功能。
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2.3 光伏发电并入配电网对电网谐波的影响
在光伏电站发电并网的过程中，逆变器是一种必须要用到的组件。逆变器的控制技术密切关系到光伏发电馈入配电网的电能质量。在当前情况下，为将逆变器的容量与发电量发挥到最大，生产商会将逆变器的功率因数设置为0.99。目前的情况是光伏发电设备一直在不断增加，那么光伏发电又具有功率的波动性特征，在此时，逆变器的功率因数过高就会对配电网的安全稳定运行造成一定的威胁性。在有功功率不变时，无功基本无法调节，额外的无功就会被用来维持电压的平稳。此外，当逆变器是输出为轻载状态时，谐波也会变大地十分明显。尤其是在百分之十的额定出力之下时，电流的总谐波畸变率会高达百分之二十或以上。
2.4 光伏发电并入配电网对熔断器的影响
在我国的配电网中，熔断器保护一般被设置在馈线的支路上。熔断器的保护原理为反时限保护。但当光伏发电系统接入后，熔断器保护十分容易发生误动物。因为光伏发电并网会提供反向短路电流。或者，在正向增助电流情况下，失去原有保护之间的配合，也就是选择性消失了。
2.5 光伏发电并入配电网对变压器零序保护的影响
变压器中属于中性点直接接地系统的，零序电流保护一般都会配置到位。作用是变压器主保护、相邻元件短路接地等的后备保护。在光伏发电并入配电网后，在最大允许方式下，为避免过电压影响线路、变压器的安全，会在中性点投入零序过流保护，那么配电网的原有零序网络就会被破坏，其电流保护的灵敏度降低，保护范围也发生了相应的变化。[2]
3 如何优化光伏发电并入配电网所带来问题
由以上可知，虽然光伏发电有诸多好处，但是因为技术问题的存在，目前条件下，光伏发电并入配电网，会给配电网带来不小的影响，也会对整个电力系统造成一定的不良威胁。
3.1 加强与智能电网的建设之间的联系
智能电网的发展要求，有小型区域自身的控制，也有大地区之间的平衡。光伏发电在现阶段起辅助作用，主要用于调峰等，不用作主要的能源供应形势。等光伏发电技术更为成熟后，适时调整策略，进行合理的改变。
3.2 结合当地电网实际，将并网点设置在合理位置
研制出一种新型的与光伏发电所配套的并网设备，或将部分距离较近的光伏发电点所发电能集中到一处，再统一进过逆变器、存储器等，最后馈入配电网。这种情况下，只需要考虑少量的并网点对整个配电网的影响，而不是每个光伏发电装置。如此一来，并网控制更为简便，对于无功补偿、谐波、继电保护等问题，也更为容易，系统化监控也在技术上较好实现。
3.3 加强光伏发电的电能存储工作，推广利用用途
光伏发电的输出功率并不稳定，极易受光照时间、强度等不可控因素的影响。因此，直接向重要负荷供电十分不稳定、不安全。将光伏发电产生的电能以其他的形式储存起来，在接近一定值的时候，再统一进行输出是一个十分折中的办法。既可将太阳能充分利用，也不会对整个电网系统造成太大的威胁。比如，加大电动汽车的推广力度，在有条件的地区充分利用优势，建立光能型的电动汽车充电站等。 [3]
4 结束语
能源危机的加剧，促进了各种新能源的利用。光伏发电系统是利用太阳能的一个重要平台。光伏发电并网有利有弊，但随着时间的发展，技术的进步，弊端一定会被一一剔除，光伏发电技术一定会在全球范围内大力推广与应用。在未来的配电建设中，考虑光伏发电的接入，也是必须要参照的因素。这对于广泛的利用太阳能，节省煤炭等不可再生资源，具有重要意义。
参考文献
[1]罗杰.光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望[J].低碳世界,2016(27):71-72.
[2]吴兴龙.光伏并网对配电网的影响[D].合肥工业大学,2013.
[3]邹红.浅谈光伏发电并入配电网特性分析[J].城市建设理论研究：电子版,2012(34).
论文作者:刘春阳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/14
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