摘要：近年来，随着光伏产业的不断发展，装机容量呈现出爆炸式增长，越来越多分布式光伏接入电网配电自动化系统中。而配电自动化是一个体量大而且复杂的体系，大量的分布式光伏接入到其中，必然会带来一些冲击，所以需要认真研究两者的特征，逐步调节两者的适应性关系。文章主要从两个方面展开叙述，分别为：分布式光伏的大量接入对配电自动化系统的影响；为适应分布式光伏的大量接入，对配电自动化系统进行的调整方法，以及针对未来分布式光伏的发展趋势，对配电自动化系统进行技术方案的规划。文章对分布式光伏接入到配电自动化系统研究工作，具有重要的参考价值。
关键词：分布式光伏；配电自动化；系统适应性；调整
引言：分布式光伏发电的应用可以充分利用资源、节约能源，符合国家节能减排、低碳发展政策和可持续发展战略目标，对未来电网产业产生深远影响。传统的配电自动化系统是中低压模式。分布式光伏发电的接入将改变这种模式和运行模式，并将配电系统从原始垂直辐射结构转换为水平电网结构。随着分布式光伏接入的增加，其容量将继续增加。当容量超过一定阈值时，传统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无法正常工作：继电保护装置发生故障，短路电流水平异常，自动化系统不运行。因此，对于分布式光伏接入配电自动化系统，两者之间的适应性研究非常重要。目前，基于故障定位策略的配电自动化系统试点项目已在国家前后23个城市的核心区域建成并投入运行。为了更好地适应光伏发电的分布式配电和完成配电自动化系统，有必要挖掘两者的特点，深入研究两者之间的适应性关系，通过不断的政策调整，使之有效整合。
1 分布式光伏接入对配电自动化系统的影响
1.1 分布式光伏接入会影响配电网的电压，增加运行监控的工作量
分布式光伏接入电网将改变配电网络系统的趋势，进而影响配电网络的电压分布。在正常情况下，当小容量分布式光伏接入配电网时，分布式光伏能量可以巩固和补充配电网的电压；一旦大规模、大容量的分布式光伏接入，将导致配电网电压的急剧波动。当分布式光伏连接到配电网络中馈线的下游时，随着光伏容量增加，总线电压也随之升高。此时，分布式光伏对配电网电压的影响也在加剧。如果连接的配电网络是单电源，垂直和辐射结构，则馈线末端的电压将与分布式PV连接的位置有很大差异。另外，由于分布式光伏的容量和配电网中馈线的长度决定了光伏的功率，并且功率与电压有关，因此配电网的电压也受到光伏容量的影响。
1.2 分布式光伏接入配电网，会对馈线自动化产生影响
在正常情况下，配电自动化系统采用的故障分析方法是短路电流法。通过观察所报告的短路电流信号，确定整个配电网络中的短路电流的分布，从而确定故障区域。如果某个区域出现故障，该区域的一端只会报告一个短路电流信号；如果其他端子也发出短路电流信号，则不确定该区域是否有故障。在分布式PV接入馈线的情况下，当一个区域发生故障时，将有两个端子流过短路电流：一个是对应于故障区域侧的端点，另一个是连接到故障区域的终点。例如，馈线的两个开关之间发生短路，此时，短路点的电流是主电源和每个分布式光伏的总和，其值会增加，这将导致故障段的电压增加。电压和电阻之间的关系表明配电网的短路电流值会降低。此外，如果分布式PV也连接在故障馈线短路点的下游，也会产生短路电流。当尺寸超过某个值时，故障区域将被判断为错误。
传统的电流故障定位策略可用于某些特殊情况。例如，当配电网的短路电流与分布式光伏的短路电流大不相同时，通过补救措施适当增加短路电流以识别两个短路电流，最后确定故障。如果两个短路电流差别不大，则该方法不能用于判断故障。在一定范围内，分布式PV的访问不会影响馈线自动化。例如，一般城市的馈线半径小于5km。如果分布式PV接入的容量低于当前容量的25％，它仍然可以基于当前短路报告信息的原理确定故障区域。
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2 为适应分布式光伏的大量接入，对配电自动化系统进行的调整方法
2.1 配电自动化系统中实时运行监控的调整方法
分布式光伏发电的接入扩大了配电自动化系统的实时监控范围，并增加了电压分布监控的要求。随着分布式光伏发电的不断渗透，相互整合所产生的问题将不断增加，解决这些问题的难度也将得到解决。实时监控的调整可分为两个步骤：
首先，当分布式PV接入容量小于25％时，可以通过增加配电自动化系统的监控功能来解决。以当前运行监测功能为主体，增加了380V低压终端光伏接入和10kV中压终端光伏接入的监测和控制。为实现分布式光伏接入和分离的安全监控，严格按照并网调度的规定实施管理措施。
其次，当分布式PV接入容量高于25％时，在配电网自动化监控系统中，需要增加U-display功能来分析分布式PV。具体方法是对配电网进行无功优化，并安装无功电源进行补偿，使电压在一定范围内，减少自动化系统的网络损耗。此外，对于分布式光伏发电的大规模接入，建立调度周期以控制每个周期中分布式光伏发电的发电。
2.2 配电自动化系统中馈线自动化调整方法
“分布式电力接入电网技术规则”要求当配电网的馈线发生故障时，分布式PV应在2s内自动与电网断开。可以看出，配电网故障产生的短路电流可以直接断开分布式光伏与电网的连接，然后配合重合闸功能进行故障分析和处理。具体的应对策略如下：
（1）延长配电网中重合闸的时间。故障发生后，分布式PV在2秒内自动与电网断开，并与配电自动化系统脱离，然后在0.5至1秒的延迟后重新闭合断路器。如果故障是瞬时故障，则电网正常运行，分布式PV并网逆变器检测正常电压和频率并启动。如果故障是电网侧故障，则开关将再次跳闸。此时，配电自动化系统中的故障记录装置将收集电网本身的故障，从而消除分布式光伏接入的影响。
（2）为了使电流可靠且方便地巡检，现有的配电终端经常延长过流信号的保持时间，但结果是过流信号的二次报告受到影响，所以过流信号不应保留，或保留时间应控制在1秒以内。对于配电网的故障分析，两个过流信号的叠加分析功能是非常必要的，更适合架空线路的馈线自动化。
以上两种调整方法适用于任何容量分布式光伏的接入，不需要改变配电自动化系统的硬件设备，只需稍加软件改动，简单易行。
结语
随着科学技术的发展，电力技术不断更新和发展。分布式光伏接入配电自动化系统是未来配电自动化系统发展的必然趋势。在两者结合的初始阶段，将不可避免地出现一些适应性问题，这种不适主要反映了分布式光伏对馈线自动化和实时监控的影响。针对不同的自适应问题，采用相应的处理策略，对配电自动化系统进行科学合理的调整，使其与分布式光伏发电共存，建设安全、可靠、经济的配电网。
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论文作者:许桂梅
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：分布式论文; 光伏论文; 自动化系统论文; 故障论文; 电流论文; 电压论文; 配电网论文; 《电力设备》2018年第16期论文;