摘要：现阶段，我国的经济发展的十分的迅速，现代化的应用也越来越广泛。为了应对分布式光伏接入配电网的挑战，分析了分布式光伏的短路电流特征和分布式光伏接入对配电网短路电流的影响，指出当分布式光伏接入上游母线时，依据故障电流的传统故障定位策略完全适应。给出了分布式光伏接入馈线情形下的最不利条件，并分析了能够满足传统故障定位策略要求的适应范围。为了满足分布式光伏超出适应范围的故障定位要求，论述了两种应对方法，即重合闸与分布式光伏脱网特性配合法和基于方向元件法。研究结果表明：无论配电网发生三相或两相短路，由光伏供出的短路电流都不超过其额定电流的1.5倍；在分布式光伏接入容量不超过馈线载流量25%的条件下，电缆馈线基本都能满足传统故障定位规则要求、架空馈线绝大部分能满足传统故障定位规则要求。论述的两种应对方法能够满足分布式光伏超出适应范围的故障定位要求。
关键词：分布式光伏电站；接入配电网；优化规划；研究
引言
光伏发电以其清洁、便利、持久性等优点在可再生能源中异军突起，光伏发电与环境的交互性良好，不污染空气，是真正意义上的绿色环保能源；光伏发电可以就地就近取材，不必运距离输送，避免输电线路的电能损失和节省架空线路的经济费用；光伏发电的资源分布广泛，不受地域条件的限制，取之不尽、用之不竭；光伏发电模块以其自身组件的体积小，重量轻等优点，使光伏发电建筑一体化的发电技术日益完善。目前，光伏发电技术更推陈出新，建设水上光伏电站，有效利用水资源的冷却作用，降低光伏发电的损失，其有效的推动了水上资源的开发利用，为光伏发电开辟了新的发展道路。如今光伏发电由最初的遥不可及，变得越来越触手可及，越来越接近生活，真正意义的去解决生活问题，利用大自然源源不断的光照资源去实现我们更美好的生活。
1分布式光伏的意义
分布式光伏的应用，能够充分利用资源、节约能源，符合国家节能减排、低碳发展政策及可持续发展的战略目标，对未来电网行业影响深远。传统的配电自动化系统均为中低压模式，分布式光伏的接入将改变这种模式和运作形式，使配电系统从原来的垂直辐射式结构转变为水平电源网络结构。随着分布式光伏接入的增多，其电容量也会不断增大，当容量超过某个阈值时，常规的配电自动化系统控制技术将无法发挥其应有的作用。此时，传统配电网的许多功能将不能正常运转：继电保护装置失效、短路电流水平不正常、自动化系统不运作等。因此，对于分布式光伏接入配电自动化系统，二者之间的适应性研究非常重要。目前，国家前后在23个城市核心区建成基于故障定位策略的配电自动化系统试点工程并投入运行，为了更好地适应分布式光伏大量接入已建成的配电自动化系统，需要挖掘两者各自的特征，深入研究两者的适应性关系，通过不断的策略调整，使二者高效融合。
2分布式光伏接入对配电自动化影响分析
2.1馈线自动化影响分析
馈线自动化是配电自动化系统的一项重要功能，已建成配电自动化系统采用的故障定位策略是依靠短路电流在配电网上的分布来进行故障定位，传统故障定位原理如下：如果一个区域的一个端点上报了短路电流信息，并且该区域的其他所有端点均未上报短路电流信息，则故障在该区域内；若其他端点中至少有一个也上报了短路电流信息，则故障不在该区域内。对于分布式光伏发电接入馈线的情形，当某个区域发生故障时，除了该区域的主电源侧端点会流过主网电源供出的短路电流以外，该区域与分布式光伏发电连接的端点也会流过相应分布式光伏发电供出的短路电流。若主网电源供出的短路电流与分布式光伏发电供出的短路电流相差较大时，可以通过提高短路电流上报阈值，来区分主网电源与分布式光伏发电供出的短路电流，从而根据短路电流信息进行故障定位。当主网电源与分布式光伏发电供出的短路电流相差不大时，则难以进行区分，依靠传统故障定位原理进行故障定位可能发生误判
2.2运行监控影响分析
分布式光伏发电接入电网还改变了配电网的潮流分布，影响着配电网的稳态电压分布。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一方面，分布式光伏发电的合理配置对配电网的电压具有支撑作用；另一方面，分布式光伏发电的无约束运行可能导致配电网某些节点出现过电压或严重电压波动。分析结论如下。负荷沿线递减且分布式光伏集中于馈线末端时，对电压越限及电压波动的影响最突出。对于单电源辐射式接线的配电网，无论分布式光伏发电电源在何处并网，馈线末端的电压波动总是最大。光伏功率波动引起的电压波动与光伏容量和馈线长度成正比。光伏输出功率的变化量越大，引起相关配电线路的电压波动越大。
3分布式光伏电站接入配电网优化规划措施
3.1配电自动化系统中实时运行监控的调整方法
分布式光伏的接入扩大了配电自动化系统实时监控的范围，提高了对电压分布监控的要求，并且随着分布式光伏的不断渗透，相互融合中出现的问题会不断增加，解决的难度也会增大。对实时监控的调整可以分为两个步骤：第一，当分布式光伏接入容量低于25%时，可以通过增加配电自动化系统的监控功能来解决。以当前运行的监控功能为主体，增加对380V低压端光伏接入和10kV中压端光伏入的监测和控制。实现对分布式光伏接入与脱离的安全监视，管理办法严格按照并网调度等规定执行。第二，当分布式光伏接入容量高于25%时，在配电网自动化监控系统中，需要增设对分布式光伏进行分析的扩展功能。具体做法是对配电网采取无功优化，通过安装无功电源，进行补偿，使电压在一定范围内，降低自动化系统网损。此外，针对分布式光伏的大量接入，制定调度周期，控制各个时段分布式光伏的发电功率。
3.2分布式光伏接入上游母线的情形
IEEE起草的分布式电源并网标准Std1547.2中，定义了刚性系数（StiffnessRatio，SR）的概念，SR定义为PCC点的短路容量与分布式电源短路容量之比，并要求刚性系数不能低于20。国内根据《分布式电源接入电网技术规定》（Q/GDW480-2010），“分布式电源并网点的短路电流与分布式电源额定电流之比不宜低于10”。对于分布式光伏接入上游母线的情形，无论接入数量多少，在满足上述要求的情况下，因为由主电源流向故障点的短路电流远大于由分布式光伏流向故障点的短路电流，因此根据短路电流信息依靠基于短路电流信息的传统故障定位策略都能实现故障定位，但需要将分布式光伏接入点开关和分布式光伏出口开关处的采集终端的短路电流信息上报阈值均根据主电源的短路电流设置，使流过主电源供出的短路电流时超过该阈值才上报短路电流信息，但是流过分布式光伏供出的短路电流时，因未超过该阈值而不上报短路电流信息。
3.3基于方向元件的故障定位法
对于不含分布式电源的多主电源点闭环配电网，故障功率方向有助于其故障定位，可以按照下面方法进行故障区域判断。规则：如果一个区域至少有一个端点的故障功率方向指向该区域的内部，而没有端点的故障功率方向指向该区域的外部，则故障就在该区域的内部。为了使用上述规则，需要量测流过开关的故障电流和电压，因此需要配备电流互感器CT和电压互感器PT，终端中只需要判断出故障功率方向即可，而不需要量测故障功率值。由于分布式光伏的短路电流存在畸变，增加了故障功率方向准确量测的难度。
结语
随着科学技术的发展，电力技术也在不断更新发展，分布式光伏接入配电自动化系统是未来配电自动化系统的发展趋势，在二者结合的初期，难免会出现一些适应性的问题，这种不适主要体现分布式光伏对馈线自动化和实时监控的影响。针对不同的适应性问题，采用相对应的处理策略对配电自动化系统进行科学合理的调整，使其与分布式光伏融合共生。希望本文内容能够助力分布式光伏的健康快速发展。
参考文献：
[1]刘健.含分布式电源配电网的故障定位[J].电力系统自动化，2016，37（2），36-42.
[2]国家电网公司.分布式光伏发电接入配电网故障处理仿真分析报告[R].2016.
[3]国家电网公司.分布式光伏发电暂态特性技术分析报告[R].2015.
[4]国家电网公司.配电自动化技术导则[M].2016.
论文作者:康月明
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/21
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