北京北控光伏科技发展有限有公司 北京市 100000
摘要：随着经济的发展，清洁可再生能源的利用和开发工作受到电力行业的高度重视。分布式光伏发电系统作为大电网的重要补充，可以提高供电可靠性，节省投资成本，尤其是在偏远山区，分布式光伏发电系统对于提高供电可靠性、保护生态环境、提高经济效益等方面具有十分重要的意义。本文围绕分布式光伏并网对配电网的影响进行了分析。
关键词：分布式光伏发电系统；配电网；影响；策略
引言
随着新能源技术的发展，大型光伏电站如雨后春笋一般在各地兴起，其发出电量通过高压线路远距离输送到负荷集中的经济发达地区。光伏发电主要是将太阳能作为主要的能源，并且这样的发电方式可以有效利用能源，且不受地理位置的限制。既不会造成土地资源的浪费，安装起来也相对灵活，符合可持续发展的相关要求。光伏发电在资源分布特性方面具有明显优势，同时储能装置作为分布式发电系统的重要组成部分，可以进一步提高分布式发电系统的供电可靠性。但是，大量的分布式光伏电源接入到配电网，对传统的配电网络提出了新的挑战，分析分布式光伏并网对配电网的影响，采取有效措施解决分布式光伏的局部配电网的故障，可以有效地促进分布式光伏并网的可持续发展。
1分布式光伏并网分析
分布式光伏发电技术是采用光伏组件，把自然界中的太阳能直接转换为电能的一种分布式发电系统。光伏发电系统由光伏阵列、汇流箱、直流配电环节、逆变器、交流配电、变压器、电表和电网组成。分布式光伏发电技术是满足和支持现有配网的经济要求的发电技术，同时能够满足特定用户需求，主要采用和环境兼容的发电机组，可以安装在用户现场和用户附近。太阳能电池板将太阳能转换成直流电，经智能光伏汇流箱汇流和直流配电单元流入逆变器，逆变器进行最大功率跟踪后将直流电逆变成交流电，再经交流配电单元后通过升压变压器升压回馈给电网。
2分布式光伏并网对配电网的影响
2.1对电能质量产生影响
分布式光伏发电并网，其注入功率改变了稳态的电压水平，带来了电压、电流的波形畸变。对配电网电能质量的影响主要体现在以下几方面：第一，谐波畸变，分布式光伏发电采用电力电子换流器，对配电网不可避免地引入了谐波电流，同时导致系统的电压畸变，其影响程度取决于电力电子换流器的配置和技术，而分布式光伏发电中的电抗和配电网的电容很容易引起谐振，放大谐波畸变；第二，电压波动和闪变，分布式光伏发电受限于太阳辐射、客观环境温度等，其输出的功率受到天气条件的影响，具有一定的波动性。功率的变化容易引起电力系统的电压波动，从而导致闪变；第三，改变潮流方向，配电网的电压分布也受到了分布式光伏发电的接入位置和容量的影响，当其容量越大，输入功率越高，在其接入的馈线的节点电压上升越高，容易导致潮流倒向，在其接入点造成配电系统的电压极大值。
2.2对安全运维产生影响
图1孤岛效应原理图
配网系统运行维护以及安全检修无论对于配网系统自身还是设备等的运行都有着十分重要的意义。分布式光伏发电并网通常用在用户一端，这就可能导致孤岛效应，特别是如果出力和负荷就地平衡状态下，这一问题会更为严重，如果运维工作者在实际的线路检修与设备维护中，如果发现分布式光伏发电无法抵御孤岛效应，那么，检修人员随时可能面临着安全问题。具体的孤岛效应如图1所示，从下图可以看到分布式并网光伏发电系统从QF2处接入，如果QF1处切断，对应的QF2如果无法监测到孤岛状态，并飞速地切断，那么分布式光伏发电系统会始终处于运行状态，持续朝着系统传输电能，如果配网系统由于处于故障状态，以及处于检修模式而丧失电能的状态下，分布式光伏发电系统处理无法同本地负荷相符合，则很容易出现孤岛效应，此时一些需要检修的线路可能带电，会为整个系统造成一定的隐患，检修人员面临着安全问题。
2.3对配网自动化产生影响
传统的配电网主要采用经消弧线圈接地和单侧电源辐射型供电网络，辐射型结构比较单一。目前配网自动化系统广泛采用的故障定位策略仍较为传统，大量分布式光伏发电引入中低配电网对电流的大小及分布特性都有较大的影响。所谓的自动化主要是按照短路电流于配网系统中的布局状况与位置分配等对应锁定故障。例如：系统中的某处发出了短路警示，别处无任何反应与信息，意味着警报点所在区域存在故障问题，相反，如果其他区域也出现了短路电流警报，则要重新定位故障。然而，由于分布式光伏发电与馈线相连，即便系统中某部分有故障，短路电流不仅将流经这一部分的电源端点，同分布式光伏电源相连的端点同样将有短路电流流过，这就意味着旧式的故障定位原理无法发挥作用。
3分布式光伏并网对配电网产生影响的改善措施
3.1提高自动化水平
配网自动化主要依据对电流在电网的分布情况来分析出现的故障。如何解决接入分布式光伏发电的故障检测问题是目前需要解决的主要问题。加强配网自动化需要做到以下几点：做好通信系统建设，提升配电网自动化效率；健全运营管理体制，确保配网自动化运营更加规范化；做好馈线自动化，让配网自动化系统处于最佳的运行状态；可采用重合闸与分布式光伏脱网特性配合法或给予方向元件故障定位法等更为完善的策略方法。
3.2完善技术标准与规范
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。同时，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。
3.3加强安全检测
分布式光伏发电系统并网后，配网安全运行最为有效的保护方法就是精准地审核、校对保护定值，从而确保配网安全运行。与此同时，还要加大对配网安全检修与运维力度，为了让配网检修有所参照，更有规范，有必要编制出一套科学合理的并网检修规范，防范配网配电传输中电能的传输，切实按照检修安全方面的相关规定来检验电能。严格执行《分布式电源接入电网安全规定》，在检修之间进行验电操作，若线路带电要采取相应措施对故障进行处理。
结束语
总而言之，光伏发电作为新能源的一种重要形式有着很好的发展前景。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，采取有效措施提升发电性能，保障并网质量，从而推动电力事业的稳定发展。
参考文献：
[1]何后裕，何华琴，李小双.分布式光伏接入对配电网网络损耗的影响分析[J].现代电子技术，2014，06：158-162.
[2]陈黎军.分布式光伏发电并网对配电网安全的影响分析[J].电力安全技术，2014，08：13-17.
[3]黄伟，董旭柱，雷金勇，于力.大容量分布式光伏并网对配电网综合影响分析[J].电力系统及其自动化学报，2016，11：44-49.
论文作者:李志伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/27
标签：分布式论文; 光伏论文; 配电网论文; 系统论文; 故障论文; 电能论文; 电压论文; 《基层建设》2017年第21期论文;