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摘要：随着能源问题、环境问题日益凸显，光伏发电项目凭借其污染小，资源丰富等优势，获得了社会广泛关注。光伏发电系统并入电网，谐波同时也会进入配电网，从而产生不利影响。从另一方面来看，光伏发电项目并网运行，能够对能源结构进行调节，成本也能有效降低，终端电压能够得到改善，配电网损耗也能得到控制。并网发电后，电网结构由传统的单电源辐射形变成多端电源供电。其既有有利的一面，也有不足之处，需要在应用过程中趋利避害，从而为社会发展提供稳定能源供给，本文就多接入点分布式光伏发电系统与配电网交互影响研究编辑作简要阐述。
关键词：分布式；光伏发电系统；配电网交互影响
分布式光伏发电，作为独立电源能够与环境兼容，占地面积小，投资成本低，环保节能，建设周期短，对于解决能源问题与环境问题有巨大作用，光伏发电并网后会对配电网产生一定影响，需要前期做好认真细致的分析工作，通过相应措施的实施，将带来的不利影响降到最低，从而有效改善能源供给，促进电力行业发展，为人民生活正常开展提供保障。
一、分布式光伏发电系统
（一）光伏发电的原理
光伏发电与分布式光伏发电系统二者间存在密切联系，由于光伏发电系统的多样性会使其结构呈现出多样性，能量来源不同混合成型的发电系统就被称之为分布式发电系统。能量来源不同就意味关发电设施的等级高低不同，容量大小也会存在差异。集中供电与分布式发电的区别就体现在此方面。光伏发电主要是利用了半导体光伏效应将光能转变为电能的技术，其组成包括了太阳能电池板，控制器，及其它的电子元器件组成。
（二）分布式光伏发电系统
分布式发电系统主要是利用光伏电池板进行发电，通常情况下其组成包括电池板，电池，逆变器，负荷等。单个光伏电池电压非常低并且其输送功率也非常小，难以满足用户需要，因此通过串联方式使其形成一个整体。鉴于此，光伏板在型号，容量方面必须要统一，才能保证其输出电流是稳定的。变换器又可以将其分为交流与直流逆变器。依据分布式发电系统是否与电网进行联网运行又可以将其分为离网光伏与并网光伏两类，前者是一种可以移动的电源方式，通常以独立方式运行。并网发电系统，最小并网系统只存在于单独的光伏电池板。
（三）分布式光伏发电系统的结构
集中式结构，通过并联或者是串联形式，将电池板组成光伏阵列，之后通过逆变器将产生的电流进行转换，最终将其输入到配电网络。在大规模应用光伏并网系统后，该结构缺点也逐渐暴露。网络损耗会增加，其原因在于二极管应用增加，电力系统功率分配不平衡，原因是抵抗阴影与热斑的性能较差。此种结构下发电最大功率难以达到，特性曲线波峰较多不平滑，建设成本高并且会存在一定安全隐患，系统冗余性与扩展能力差。该种结构优势体现在输出功率大，投资成本低，与光伏发电产业发展趋势相符。
交流模块结构，该结构中阴影与无热的问题得以解决，传统发电效率得以大幅度的提升，由于模块是独立运行的，系统冗余与扩展能力也得到了大幅度的提升，同时得到提升的还有系统的灵活性。从安全方面来看，直流母线高压不存在，整体系统工作安全得以保障。但是此种结构也有一定的缺陷，采用小容量的逆变器，相对效率较低。而在功率水平相同的条件下，此种结构的成本要远远在于其它的结构。
串型结构，该结构将集中模块与交流结构优点集中到一起，与集中式结构相比，串型结构优点在于降低阵列损耗，提升运行功率，系统冗余及扩展能力也得到了提升。
多支路结构，该结构主要优势在于分布式发电系统功率得以增大，单位发电功率资金投入能够有效减少，网络运行灵活度得以提升，是当下光伏发电项目发展的趋势。
主从结构，该结构需开关与控制系统协同以此来适应不同环境下的并网发电系统，从而使其光伏利用效率达到最佳。如果光能无法满足工作要求时，需要对开关进行调节，通过逆变器连接从而使结构变为集中式，规避逆变器效率低的特点。当光照过于强烈时也可以通过对其进行调节，从而提升逆变器利用效率。
直流模块结构，该结构是将直流模块与集中模块结合到一起而形成的，直流模块包括多个组成部分，将其组合在一起从而形成具备发电功能的新原件，即插即用，其主要功能在于实现并网。直流模块拥有独立MPPT线路，从而保障了组件功率最大化，并且使得单个组件功能得以正常的发挥，能量转换能够得到提升。
二、分布式光伏系统并网后产生的影响
（一）谐波问题
由于线路阻抗存在，谐波电流流动在线路中会造成线路损耗，通常情况下，电流畸变较小，但由于逆变器在运行过程中产生高频谐波，集肤效应会使谐波阻抗增加，从而引发电网整体线损，输电效率降低。除过对线路造成损耗外，还会通过线路传播，增加用户功率损耗，并且会对用户设备造成危害。电力系统中电力供应大多是通过架空线路实现供电目标，架空项目存在电晕，并且与电压峰值有密切关系，由于谐波存在，从而导致电晕现象出现，最终结果损耗增加。配电网中，如果电流畸变较大，会造成断路器开断能力下降，严重时无法正常工作，保护功能无法实现，配电网可靠性降低，电气设备制造危险，严重时会对整体电网安全运行造成影响。
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（二）直流偏置问题
光伏发电系统并网运行会产生直流偏置问题，由于配电网中存在大量变压器，光伏系统直流分量会导致变压器工作点偏移，导致设备严重饱和，输出直流分量过大时，对系统自身及负载都会产生不利影响，考虑到线路阻抗，直流偏置存在，并网逆变器无法均升功率，光伏发电并网系统会受到影响。直流分量也会导致电网线路绝缘老化，保护出现误动，造成电力中断。
（三）对继电保护造成的影响
我国配电网通常为单电源，分布式发电系统并网使配电网传统结构发生改变，会影响到保护的选择性与灵敏性，配电网络故障时，光伏电源会产生故障电流，从而影响到保护对故障电流把正确判断，其影响与分布位置，容量，串联电抗值相关。保护动作灵敏性受到影响，可能导致拒动或者是误动。距离保护有方向性，光伏发电并网后，距离保护相当于其上游多出了分支，从而导致其保护范围缩小。光伏发电并网需要通过断路器，配电网出现故障时，保护动作发生作用，断路器断开，但是相对应的，系统断路器未能及时作用断开，系统隔离不及时，形成孤岛，对电网安全运行造成负面影响。部分线路存在继续供电的可能，从而对人身安全造成危害，而故障消除后恢复供电，作为有源系统，可能会致使合闸失败。
（四）对配电网规划工作造成的影响
分布式光伏电源其容量通常比较小，虽然自身具有一定的优势，但是同时也会存在多方面不足。对于整体电网系统而言其主要不利影响体现在，负荷预测难度会增大。光伏发电项目可以提升供电半径，对于火电发电规模扩展有一定缓解与抑制作用，但是如果在整体电源中其分布不合理，可能会导致电压过高问题出现。配电网络接入分布式光伏项目后，电网故障特性会发生改变，体现在故障产生时时间，方向，电流等方面，一定程度上供电的可靠性降低。分布式光伏项目接入，意味着需要增节点数量，而节点数量增加又会对整体网架方案规划工作带来困难。
（五）分布式光伏发电项目接入并网运行对电力与电量平衡造成的影响
光伏发电系统的电能输送到配电网，需要通过逆变器将光伏板产生的电流进行转换之后再输出。逆变器其组成包括了大量的原件，电子与电力设备，从理论方面来讲，光伏系统发电资源输入到配电网，会对原有电网的电能质量造成影响。从光伏发电项目自身角度来看，由于太阳辐射角度会产生变化从而导致光伏电源产生变化，局部配电线路会出现电压波动。
（六）分布式光伏发电系统接入并网运行后对系统电压产生的影响
分布式发电系统对配电网电压的影响主要体现在两个方面，首先是对配电系统稳态电压分布会产生一定影响，并网后各节点电压与原有电网相比会增高。对配电系统电压波动会产生一定影响，并网后，沿线路电压波动幅度会小于原有的配电系统。在原有配电网中，系统电压波动的影响因素之一是有功、无功负荷的变化，并且电压的变化有其自身的特点，沿线路末端持续增大，容易导致负荷运转不正常。分布式系统并网运行后，配电系统电压会降低或者是升高，分布式系统并网运行后，需要对其负荷进行协调，配电网负荷在增加时，分布式发电系统输出量也会相应的增加，系统的负荷减少时，输出量也就会相应的减少，此种情况下分布式发电系统并网工作会使配电系统电压波动的幅度降低。如果分布式发电系统与接入系统负荷无法有效协调时，考虑到分布式电源自身有一定的不确定性，因此接入并网工作后整体电网波动的幅度将会增大。
三、分布式光伏发电系统对配电网络造成影响的对策
（一）完善技术标准与规范
对光伏发电技术参，控制特性进行分析的基础上，对并网规模，电能质量，无功配置，接入电压等级提出明确技术规定。完善分布式发电系统接入并网运行规范与标准，对无功补偿设备进行更新，从而使光伏发电系统并网运行有序与规范化，确保系统不会对配电网正常运行造成影响。
（二）解决继电保护问题
当并网容量较大时，需要将极端情况下保护的灵敏性纳入到考虑范围内，考虑加装保护装置。分布式光伏发电系统会导致重合闸故障时间延长，可以适当延长合闸时间，消除安全隐患。对系统孤岛检测方法进行优化，分析光伏发电系统对配电网络故障电流方向，大小，分布影响，在异常情况存在时能够有效判断孤岛情况，应用无缝切换技术，确保故障能够快速清除，供电能够及时恢复。
（三）解决电能质量问题
通过补偿与群控措施抑制谐波畸变，具体操作方面，并联逆变器，使直流侧容量提升，从而提升发电功率，谐波含量得以降低。应用滤波技术，通过对有功与无功功率控制抵消谐波分量。通过有功与无功输出与补偿相结合，同时配合无功调节提升电压质量，降低电压波动，限制分布式发电系统发电容量，提升逆变器调节能力，增加电压稳定性。
（三）网损解决措施
合理规划光伏发电项目位置，科学配置容量，控制配网线路功率方向，以此来达成线损控制目的。小容量光伏系统并网时，尽量将其配置于线路的末端。
结束语
光伏发电并网运行后，传统单点辐射网络变为多元互联网络，电能质量特性更加复杂，光伏发电系统并网运行，需要考虑到与原有配电网络的协调性，契合度，并网工作进行前需要做好调查工作，充分考虑到电网覆盖区内，各项因素及条件是否能够满足并网运行，必要情况下，可以利用计算机软件进行模拟，总体来说，光伏系统并网运行，利大于弊，能够为电力系统稳定供应提供可靠保障，随着社会与经济发展，对电能的依赖性也在逐步加深，而我国现有的发电方式，会对环境造成影响，对自然自然的必然性比较大，光伏发电系统利用清洁能源，带来经济效益的同时，环保效应，社会效益，从而为实现可持续发展奠定基础提供保障，
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论文作者:朱建业
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/25
标签：光伏论文; 系统论文; 分布式论文; 结构论文; 电压论文; 逆变器论文; 配电网论文; 《电力设备》2017年第25期论文;