摘要：经济的发展离不开能源的支持，而石化能源是目前能源应用的主流，粗放的开采和使用对环境造成了严重的污染，人类的生活环境日益遭到破坏，同时也制约了经济可持续发展。因此，人们急需新型的无污染能源实现经济的可持续发展，太阳能作为一种无污染，并且可再生的资源，是当前能源短缺背景下化石燃料最佳的替代品。光伏发电是目前光能的主要利用形式，随着光伏发电技术的不断发展，光伏技术逐渐在世界上取得了广泛的应用，规模越来越大，对经济的发展起到了不容忽视的作用。
关键词：分布式；光伏发电；配电网；介入方式
1分布式光伏的并网接入
1.1光伏系统构成
对于一般的光伏系统来说，可以根据其发电方式分为离网型和并网型两种类型，其中离网型是一种孤立的发电系统，不与常规电力系统相互连接，其构造包含控制器、蓄电池组、逆变器、光伏电池阵列构成，以其特点，主要应用于乡村、高原、荒漠和海岛，这些地区公用电网难以覆盖；而并网型系统则是与常规电力系统相连接，将系统网络并入到传统配电网络当中，实现电力能源利用的最大化。其构成结构主要包括有系统控制器、光伏方阵、并网逆变器等，这种类型的光伏系统根据密集程度还可划分为分布式光伏电站和集中式光伏电站两种，本文进行研究的正式并网型分布式光伏发电系统。
1.2光伏系统特征
在现阶段的分布式光伏发电系统当中，由于选择使用的控制器不同，因此可以分为单极式并网和两级式并网两种类型。这两种并网方式各具特点，具体内容如表1所示。
1.3并网接入方式
在国网典型设计当中，关于分布式光伏发电系统的并网接入方式多达十三种，并形成了并网方式数据库。在这十三种方式之中，最为常见的为模糊匹配技术。模糊匹配技术的实现首先要基于分布式光伏发电系统的全参数量化，从而使接入容量、电压等级、配网拓扑等内容能够进行分级排序，从而实现模糊函数的建模，计算出并网规则和相对阈值，从而使设计方案能够针对具体的并网需求做出最优选择。以光伏电池的输出选择为例，在进行并网接入设计的时候，分布式光伏发电系统需要优先考虑并网的配电网络所在地区的光照条件，利用数学模型进行建模仿真。本文对我国某省份的实例光伏发电进行了并网设计，首先选用MPPT算法形成S函数，太阳能电池模块参数依照海纳多晶硅SW-260W-P型号进行了确定，并在标准温度下对该地区光照强度进行了仿真，从而分别得出了开路电压、短路电流、最大功率点电压等数值，为电池选型和光伏阵列提供了数据支持。
表1两种并网方式的比较
2光伏并网对配电网的影响分析
2.1对继电保护的影响
我国的配电网大部分是星型结构，如果将光伏发电统直接进行并网，可能会使电网的拓扑结构变化，继电保护出现故障。光伏发电对继电保护的影响主要包括以下三大方面。第一，使得三段式过流保护不能有效判断故障电流，导致馈线动作困难，产生误动或者拒动的情况。第二，高压熔断器的保护会受到影响。高压熔断器只能对单个电源系统进行工作，在发生故障时，由于光伏并网系统较为复杂，无法对多个系统进行同时保护。第三，可能会造成孤岛效应。在进行光伏电站并网后，如果发生短路故障，就可能会使母线自动切断，使得其他负载受到牵连影响。
2.2对电网通信管理的影响
智能电网是一个巨大的生态系统，每个部分对其中相关技术的发展都有极为重要的影响。比如，信息通讯技术、新能源等，对智能电网的电能运输与管理产生了极为重要的影响。光伏发电技术对电网的要求较高，在光伏发电系统并网后，可能会要求整个电网通信更加通畅，通信速度更快，以实现更加高效的管理。全球范围内的光伏研究并没有系统化，光伏发电系统需要各个方向专家的共同努力。同时，通过智能电网对其进行有效规划，使得其可以通过无线通讯进行控制。电网中的各个光伏模块可以进行独立工作，也能够实现集中控制，使得电力系统可以实现高效管控。因此，分布式的光伏发电并网系统协调性增强是将来的一个重要研究方向。
2.3对电能质量的影响
光伏发电系统并网后，可能会造成电流、电压发生畸变。因为光伏发电系统一般需要通过电力电子转换模块对其进行换流，但这样可能会引起高次谐波电流，带来谐波畸变，使得电网电压有一定损失。如果光伏发电系统的电容或者电感参数设置不当，就可能会使谐波更加严重，造成较为明显的畸变，从而严重影响电能质量。
3应对措施
3.1针对电压波动、越限处理措施
针对光伏电源引起配网接入点的电压偏移量超标的情况，通常的处理措施是在中低压配电网络中设置电压调节器等调压设备。通过收集现场数据，分析并掌握光伏发电系统的运行规律，确定可能发生电压超限的时段和范围，再制定相应的调节策略，将负荷节点的电压偏移量控制在符合国家规定的范围内。
另外，合理设置光伏电源的运行方式也可以在一定程度上降低电压越限的风险，例如规定光伏电源必须调压以后才能并入配网。在午间阳光充足时，光伏电源出力最大，若此时线路轻载，光伏电源将明显抬高接入点的电压。如果接入点是在馈电线路的末端，接入点的电压很可能会越过上限，此时就必须规定光伏电源应该调整电压以后才能并入配网。在夜间用电负荷高峰期，光伏电源通常不能提供有功输出，但仍可提供无功输出，此时光伏电源对于配电网的电压质量的影响是有利的。
3.2针对短路电流的处理措施
针对短路电流的处理措施往往是在光伏逆变器中限制输出电流大小。相关文献的研究表明：光伏电源的短路电流一般为额定电流的2~4倍，持续时间为1.2ms~5ms。因为逆变器的热过载能力很低，所以必须对短路输出电流进行限制，超过限定值时切断电路，保护元器件。通过制定相应的控制策略，可以降低光伏电源对故障点的短路电流的贡献值。
3.3针对直流注入的处理措施
从原理上来说，直流注入的解决方法分为两种：电容隔直法和检测补偿法。电容隔直法的其中一种应用是可以直接屏蔽直流分量的逆变器。在这个电路中，由于电容的隔直作用，输出电压中的所有的直流分量都会被自动平衡，因此不再会有直流注入的问题。除了半桥逆变电路，还有其他电路一样同样可以解决直流分量注入的问题，但是需要综合考虑其输出功率、应用场合、经济效益等特性，再决定采用哪种逆变器。检测补偿法的实施步骤是首先测量出并网电流中的直流分量，经过控制算法产生补偿量，反馈至并网电流调制信号中，通过调节器控制开关管通断，最终达到抑制直流分量的目的。由于并网电流中的直流分量相对于交流分量非常小，所以这种方法的瓶颈在于对直流分量的测量精度，测量精度越高，对直流分量的消除效果就越好。
4结语
作为一种近年来逐渐广泛应用起来的新型发电技术，分布式光伏电源接入到配电网会对传统配电网产生巨大的影响，不仅影响到配电网的潮流分布，同时也会使其电能质量获得极大的提升。目前分布式光伏电源仍然处于发展阶段，其在接入配电网后仍然存在较多的问题有待解决，因此必须明确光伏式电源对于接入配电网对配电网的影响。
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论文作者:刘帅
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/1
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