摘要：近年来，风电和光伏发电等新能源的应用，在我国受到了越来越多的关注，随着光伏电站并网数量的增加，这种依靠太阳能等自然资源的发电方式对配电网的影响也逐渐显现出来。分布式光伏发电作为一种新兴清洁能源被运用于电力系统，带来了全新的能源供应。但同时给传统的配电网带来了新的挑战。本文探析了分布式光伏发电并网对配电网产生的问题和影响，并提出了相应的解决对策。
关键词：分布式光伏发电；配电网；对策
引言
在配电网的发展中，分布式光伏发电系统并入配电网的比重越来越大，并开始有大规模发展的趋势。近几年，我国政府陆续推出了多项支持光伏产业发展的政策，使太阳能发电技术日趋完善，据预测，2030 年光伏发电在实际总电力供应中的比例将达到 10%以上，可见其在一定程度上能满足社会长远发展的需求。但是，光伏发电容易受到自然因素的影响，具有一定的随机性和波动性，同时，光伏电站并网后，配电网由单电源系统转变为多电源系统，导致配电网中谐波和直流分量增加，影响配电网的安全运行和电力设备的正常工作，因此，对光伏发电并网造成的影响进行研究是非常有必要的。
1简要分析分布式光伏发电
光伏发电是指利用太阳能光伏电池将太阳辐射能直接转化成电能的一种发电方式，现阶段光伏发电是太阳能发电的主流，通常人们所说的太阳能发电就是指的光伏发电。分布式光伏发电指用户在场地附近建设，其运行方式具有以下特点：（1）自发自用；（2）多余电量上网；（3）在配电系统中能够起到平衡调节的作用。分布式光伏发电遵循的主要原则是：（1）就近利用；（2）清洁高效；（3）因地制宜。充分利用好当地分布式光伏发电能源，能够有效减少化石能源的消耗。
一般分布式光伏发电系统的系统组成有以下部分：（1）逆变器；（2）蓄电池组；（3）控制器；（4）光伏方阵。光伏系统发电系统最主要的部件是光 伏组件，光伏组件能够直接将太阳能转化为电能。光伏组件所产生的直流电可以进行利用，使用逆变器将其转化为交流电，再进行有效利用。
分布式光伏发电并网是通过配电网设施按照电压逐级分配给各类用户的电力网，其主要设施有以下几种：（1）架空线路；（2）电缆；（3）隔离开关；（4）无功补偿电容；（5）杆塔；（6）计量装置等。分布式光伏发电接入配电网以后能够使得配电系统中的用电与发电并存，配电结构从放射状结构逐渐转变为多电源结构，短路电流的大小也随之发生改变。
2分布式光伏发电对配电网的影响
2.1对电网规划的影响
电网规划设计需要对负荷进行预测，因为电网规划的最优网架是以规划区负荷预测的结果和城市网架结构的为基础扩展完成的。由于ＰＶ 接入配电网具有不确定性，使原有配电系统的负荷预测和规划面临更大的不确定性，使配电网规划变得较为困难。
2.2对继电保护的影响
大多数配电网为单电源放射状结构，一般使用的保护方式不具备方向性，主要为速断、限时速断。而当光伏电站并网后，短路电流大小、流向以及分布特性均发生改变，对电网安全运行和配电网的电能质量产生极大的影响，主要表现为分布式电源提供短路电流会使继电保护范围缩小，从而减弱对电网的保护能力，其他的部分产生问题时可能会导致分布式电源的继电保护产生误动作。
2.3对电能质量的影响
光伏发电并网后，使得配电网的电压水平发生变化，第一，谐波畸变，一般光伏发电系统需要应用电力电子换流器，该装置接入配电网后会引入谐波电流，同时影响电网电压，造成谐波畸变，此外，光伏发电系统中的电抗器以及配电网中的电容器会造成谐振现象，使得谐波畸变更加明显；第二，电压波动和闪边，光伏发电系统要受到自然环境温度、太阳光辐射强度等因素干扰，其输出的功率具有一定的波动性，接入配电网后，变化的功率输入会导致原有电压水平的波动，影响供电稳定性；第三，潮流方向发生变化，如果接入的光伏并网容量过大，在馈线节点处会产生较大的输入功率，使得此处电压升高，造成潮流倒向，影响整个配电网的输配电质量。
2.4孤岛运行问题
通过研究分析发现孤岛运行对配电网的影响主要表现：（1）当 ＰＶ 系统断电而后恢复供电时可能会因为相位的不同步导致对电网造成一定的冲击；（2）当形成孤岛仅依靠 ＰＶ 并网发电时用户侧电压可能会因供电系统容量太小或无蓄能装置而发生波动与闪变；另外还可能造成配电系统出现三相负荷不对称的情况，影响其他用户的电压质量。ＰＶ 系统的断电滞后性，使,配电网络安全性、可靠性变差。
2.5对配电网网络损耗的影响
分布式光伏发电的并网会对配网损耗造成一定影响，并取决于其接入的位置和容量，其接入配电网任意位置都会增加线路损耗，并且越靠近线路末端，损耗越大。当分布式光伏发电的并网容量较大达到一定的负荷时，会向配电网倒送功率，导致系统网络损耗加大。
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3解决分布式光伏并网对配电网影响的措施
3.1完善技术标准与规范，革新设备
在对分布式光伏发电的技术参数、控制特性及承受电网扰动能力的进行探讨研究的基础上，对其并网的规模、无功配置、电能质量及接入的电压等级作出技术要求，完善分布式光伏发电并入配电网的技术标准与规范。并革新调压设备如静止无功补偿设备和无功发生器等，使分布式光伏发电系统并入配电网规范化和有序化，确保其发电系统及其控制设备不会危害配电网的安全运行。
3.2加强无功补偿
按照国家电网的有关规定，光伏电站并网需要加强无功补偿性能的研究，一方面，要针对 AVC 和无功设备容量进行全面的研究和设置，使得光伏发电站并网后能够与配电网形成统一的无功控制系统，同时要对电容和电抗器等无功设备之间进行协调控制；另一方面，有效利用光伏电站对配电网的无功配置能力，可以与相关科研单位和设备制造长假进行深入的研究，充分发掘光伏发电中的无功调节能力，确保配网的区域电压能够稳定，使得整个电力系统的输配电质量获得进一步提升。
3.3保证配电网运行安全的措策
(1)继电保护。其一，配电网无论是有二相短路发生，还是三相短路发生，分布式光伏电源所提供的短路电流，都不允许超过额定电流 1.5 倍；其二，分布式光伏并网点的下游远处如果有短路的情况发生时，主电源所提供的短路电流就会减小，减小的幅度既与系统短路的容量有关，又与分布式伏发电的接入容量有关，但是可以忽略。
(2)自动化。利用重合闸配合与分
布式光伏发电脱网的特性的方法，来将分布式光伏发电对短路影响的消除。其一，将变电站的重合闸延时的时间延长到2.5～3.5秒；其二，不保持配电终端所送过的电流的信号，或者将信号所保持的时间缩短到 1秒以内；其三，处理主站故障的功能需要对二次过电流信号叠加分析的功能进行增加；其四，分布式光伏电源并网的发网容量如果超出线路容量的 25% 时，对于配电终端故障信息上报的阈值需要重新进行整定，致使设定值提升。
3.4确保检修安全
首先，加强检修管理措施以及修订管理规程，再度加强分布式光伏电源并网配电网的安全性。经过实验检验和观察发现，分布式光伏电出现孤岛效应不可避免，因此相关不辅助措施便要发挥较大的作用，可以通过制定分布式的光伏并网配电检修管理等措施，避免在送出线路检修过程中受到各种安全问题的威胁。
3.5对电能质量影响的解决措施
（1）抑制分布式光伏发电引起的谐波畸变，可通过群控技术和补偿控制两种有效的解决方案。一是指将逆变器并联运行，提高直流侧容量，使逆变器在高效率区工作以提高发电功率，从而降低谐波含量；二是采用有源滤波技术，通过控制将有功和无功功率综合控制的同时抵消产生的谐波分量。
（2）通过分布式光伏发电的有功及无功输出控制和SVC（无功补偿）相结合，同时进行无功调节来提高系统电压质量，减轻电压波动和闪变的情况，限制分布式光伏发电的容量，提高其并网逆变器的调节能力，以加强电压的稳定性。
3.6对网损影响的解决措施
合理地规划分布式光伏发电并网的位置，科学分布其并网容量，控制配网线路的功率方向，从而达到控制线损的目的，当小容量的光伏并网时，光伏接入点距离母线越远，网损越小。所以尽量将小容量的分布式光伏发电配置在输电线末段附近，当光伏的接入容量小于所并入线路负荷的功率需求时，光伏接入容量越大，网损越小。将大容量分布式光伏发电配置在变电所及母线附近合适的位置。
3.7计量安全问题解决方案
加强对《计量法》以及《电力法》的宣传力度，让用户深刻明白偷电行为是要承担法律责任的；建立光伏发电量监测系统，根据气象条件以及日照强度等对光伏大电量数据进行跟踪分析，设置好报警阈值；对未使用的光伏项目加强设计审查工作，完成信息建档工作。
结束语
综上所述，分布式光伏发电并入配电网后，有利于再生能源的提高利用，对电网的安全经济运行有着积极的影响，应大力推广使用。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，在结合可持续发展理念的基础上，利用联动方式、技术监督、入网检测等方式来解决相关问题，帮助发电企业的进一步发展。
参考文献：
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[2]李知奎.关于分布式光伏发电并网对配电网的影响分析[J].电子世界,2016(14):146.
[3]于湛瑶.基于光伏发电并网对配电网保护的影响及对策[J].科技经济导刊,2016(22):74+65.
作者简介：
1.叶俊（1971年1月14日），男（汉族），上海，学士，副高级工程师，主要研究方向：电力系统及其自动化。
2.高运兴（1986年12月3日），男（汉族），山东龙口，硕士，工程师，主要研究方向：电力系统及其自动化。
3.李雅文（1988年6月27日），女（汉族），山东莱芜，硕士，工程师，主要研究方向：电力系统及其自动化。
论文作者:叶俊,高运兴,李雅文
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/17
标签：光伏论文; 分布式论文; 配电网论文; 系统论文; 电压论文; 容量论文; 谐波论文; 《电力设备》2018年第33期论文;