分布式光伏電源對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響探究

張　宇（國網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司，山東　青島　266002）

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分布式光伏電源對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響探究

張宇
（國網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司，山東青島266002）

摘要：隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)的逐步發(fā)展，分布式光伏電源已經(jīng)在配電網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用。本文以分布式光伏電源為主線，研究了這種電源類型的特點，分析了其對配電網(wǎng)的影響，并在此基礎(chǔ)上針對配電網(wǎng)網(wǎng)損的應(yīng)對策略提出幾點建議。旨在進一步完善對分布式光伏電源的研究，提升配電網(wǎng)使用效率。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；分布式光伏電源；影響；應(yīng)對策略

0　引言

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)程度的不斷加大，對電力的需求量逐漸升高，在人口增長、環(huán)境壓力等多重因素作用下，電力的清潔性與高效性已經(jīng)成為了研究重點課題，而分布式電源的應(yīng)用對這一問題產(chǎn)生了較明顯的解決作用［1］。分布式光伏電源在與配電網(wǎng)聯(lián)合使用時，具有較高的可靠性與經(jīng)濟性，但也會對配電網(wǎng)網(wǎng)損產(chǎn)生一定影響。本文以分布式電源為基礎(chǔ)，研究了其對配電網(wǎng)的影響以及應(yīng)對策略。

1　分布式光伏電源的特點與分類

1.1環(huán)境效益高

在發(fā)電過程中分布式光伏電源不會產(chǎn)生較大噪聲，且對水源及空氣的污染程度較低，但在具體運用過程中需注意對周邊城市環(huán)境的協(xié)調(diào)［2］。在使用分布式光伏電源時，需在清潔能源的利用時考慮到周邊居民的生活質(zhì)量。

1.2輸出功率較小

傳統(tǒng)集中式電站在輸出功率上可達到百萬千瓦，只有形成大規(guī)模狀態(tài)才可達到經(jīng)濟效果。而光伏發(fā)電采用模塊化設(shè)計方式，因此規(guī)模不需要過大便可達到一定經(jīng)濟性，且可根據(jù)場地具體情況對光伏系統(tǒng)容量加以調(diào)整［3］。通常來說，分布式光伏電源項目容量可控制在幾千瓦之內(nèi)，相對于集中式電站而言，光伏電站在發(fā)電效率上并不會明顯受到電站大小的影響，因此在經(jīng)濟上較為穩(wěn)定，在投資性價比上較高。

1.3能量密度較低

能量密度較低是分布式光伏電站的一大缺陷，其每平方米的功率僅在100瓦左右，加上相關(guān)光伏組件的安裝以及安裝位置的限制，因此難以在用電緊張上起到明顯作用［4］。但由于分布式光伏電源在白天發(fā)電效率最高，而此時正是用電高峰，因此可在一定程度上對用電緊張問題達到緩解作用，但不能根本解決。

1.4發(fā)電技術(shù)分類

分布式電源在發(fā)電技術(shù)上可分為以下幾種模式：

①風(fēng)力發(fā)電。通過太陽輻射在地球各部分引起的氣壓容差差異而產(chǎn)生空氣運動，利用風(fēng)能實現(xiàn)發(fā)電。②燃料電池。這種方式能夠?qū)⒒瘜W(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔埽⑶以诘葴貭顟B(tài)下完成，具有噪音低、污染小、潔凈、轉(zhuǎn)化率高的優(yōu)勢，既適合分散供電也適合集中供電。③往復(fù)式內(nèi)燃機。通過氣缸內(nèi)部的燃料燃燒實現(xiàn)熱能的轉(zhuǎn)化，從而達到發(fā)電效果。④太陽能。通過光化學(xué)轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換以及光熱轉(zhuǎn)換實現(xiàn)太陽能發(fā)電。

2　分布式光伏電源對配電網(wǎng)影響

（1）產(chǎn)生損耗。實施分布式光伏電源之后，配電網(wǎng)絡(luò)會出現(xiàn)較大變化，例如當發(fā)生線路故障時，分布式光伏電源會影響到整個配電系統(tǒng)中的電流分布、電流流向以及電流大小。在這種情況下，可能引起配電系統(tǒng)中線路過流保護，降低電流速斷的靈敏度。若影響程度較大，還可能發(fā)生拒動危險。重合閘操作時可能由于接入了分布式光伏電源而無法成功重合。

（2）影響電能質(zhì)量。電網(wǎng)通常以電子技術(shù)為基礎(chǔ)，接入分布式光伏電源在接入時可能造成非線性負載在短時間內(nèi)升高，影響到電能質(zhì)量。具體而言，首先會大量帶入諧波，由于電子設(shè)備的大量使用，轉(zhuǎn)換器運作模式以及諧波發(fā)電方式會對諧波的波次與幅度產(chǎn)生影響。其次為電壓閃變，如果光伏發(fā)電站規(guī)模較大，則在短時間內(nèi)會由于劇變輸出造成電壓閃變。

（3）影響配電網(wǎng)安全。通常而言，加入分布式光伏電源需要在隔離變壓器的操作下合理接入，否則會造成交流電雜散在電容之上而造成地線意外斷開，存在觸電危險。同時，配電網(wǎng)中的變壓器、漏電斷路器、計量儀表、電流型變壓器均會受到直流分量注入的影響，嚴重時會造成電流式漏電斷路器與變壓器無法正常工作。

3　配電網(wǎng)網(wǎng)損的應(yīng)對策略

（1）探尋變化規(guī)律。在分布式電源實際運作中觀察其負荷變化情況，通過長時間觀察找出其變化規(guī)律，若無法發(fā)現(xiàn)明確規(guī)律則可大致推斷。對于能源使用問題，可制定能源種類達到對能源的更高利用效率。對于用戶與使用量之間的沖突問題，可采用地域劃分或強制規(guī)定方式，提升分布式電源的控制效果。

（2）加強系統(tǒng)監(jiān)控。在分布式光伏電源工作過程中監(jiān)控配電網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)運作情況，若發(fā)現(xiàn)問題及時上報管理者并采取措施，對系統(tǒng)實現(xiàn)完善化的保護。分布式光伏電源影響配電網(wǎng)網(wǎng)損，在最終結(jié)果上有好有壞，管理者可通過對分布式電源位置的調(diào)節(jié)來減輕損耗的波動。

（3）降低影響程度。對于電能質(zhì)量受到分布式電源的影響，通常影響無法完全消除，但能夠通過限制分布式光伏電源逆變器的容量，減少諧波共振次數(shù)，從而減輕對電能質(zhì)量的影響。同時，可在低壓配電網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用電壓調(diào)節(jié)器或調(diào)壓變壓器，在這些設(shè)備的使用下加強對重負荷時間段的調(diào)節(jié)，通常調(diào)節(jié)時間在夜間或是午間時分。

（4）控制電壓波動。操作者可調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器的分接頭，從而降低分布式光伏電源造成的電壓波動。但當配電網(wǎng)末端電壓存在越限狀態(tài)時，這一操作并不能達到有效處理程度。另外，若對有載調(diào)壓變壓器的抽頭頻繁調(diào)節(jié)，可能會影響到抽頭的運行壽命以及控制效果。相關(guān)研究者在數(shù)據(jù)計算中發(fā)現(xiàn)，要想降低變壓器抽頭的調(diào)節(jié)次數(shù)，可采用無功優(yōu)化運行方案，通過對光照及負荷強度的預(yù)測實現(xiàn)對最大功率點的反饋與跟蹤，達到對無功電源的優(yōu)化與協(xié)調(diào)。

4　結(jié)束語

分布式光伏電源具有群發(fā)性與不連續(xù)性特點，屬于間歇式電源的一種，在接入配電網(wǎng)之后，配電網(wǎng)會由原本的單端輻射型網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變多端系統(tǒng)，更具復(fù)雜性。在接入配電網(wǎng)之后，分布式光伏電源會對配電網(wǎng)的各個方面產(chǎn)生影響。配電網(wǎng)受到分布式光伏電源的影響有好有壞，研究者應(yīng)將不良影響加以控制，降低影響程度，實現(xiàn)能源的最高利用率。

參考文獻：

［1］鄧賢添.基于分布式光伏系統(tǒng)接入對配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)損耗影響探究［J］.通訊世界，2015（20）:195-196.

［2］馬曉博，戚連鎖.分布式光伏電源對配電網(wǎng)短路電流和靜態(tài)電壓影響的仿真分析［J］.海軍工程大學(xué)學(xué)報，2016（01）:20-24+80.

［3］曾志平，劉莉.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對配電網(wǎng)電壓及網(wǎng)損影響的研究［J］.沈陽工程學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2012（03）:198-200+206.

［4］趙賀，李明憶，井天軍.光伏分布式發(fā)電接入方式分析及其對配電網(wǎng)運行的影響［J］.供用電，2013（03）:17-20.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.089