分布式光伏發電對配電網電壓影響與解決方案

林清云

摘要：現階段，電力行業處于高速發展階段，促進了中國經濟發展，電力系統中的科技含量也越來越高，尤其是光伏發電技術，充分引入了太陽能，減少了電力運行中的污染。作為一種新型的發電技術，光伏發電雖然具備了環保特性，但是比較容易受到周邊環境影響。基于太陽能的發電主要包含兩種途徑，即在中高電壓路徑下接入輸電網和以低電壓線路為依托。在這兩種途徑下會出現電壓越限問題，對配電網電壓產生影響。因此，加強分布式光伏發電對配電網電壓的影響及電壓越限的解決方案研究具有重要意義。

關鍵詞：電力系統；分布式光伏發電；配電網；電壓越限；解決對策

1 體系架構

基于太陽能的應用，光伏發電系統具有將太陽能轉換為電能的功能，在制備過程中，主要的原材料為半導體。除此之外，該系統還包括逆變器、電池板、控制器、蓄電池等。作為一種新型發電技術，光伏發電系統的優勢體現在安全、便捷性能上。另外，光伏發電系統在電流的轉換方面也具備一定的優勢，比如在并網中，可以將系統中的直流電流轉變為交流電流。在具體的應用中，光伏發電站主要有兩種類型，即集中型和分布式。若以光伏發電站實際安裝為標準，在不同的環境下，可以將光伏發電站分為三種類型，即屋頂電站、荒漠電站和山丘電站。本文主要研究的是分布式光伏發電，光伏發電典型的發電站格局如圖 1所示。

隨著光伏發電站投入的增加，光伏電站通過前期發展得到了應有的回報，在發電系統的設計階段，已經能夠實現科學精益化，但是在光伏發電站的選址上，還需要進一步思考。

圖1 分布式光伏發電站

2 配電網電壓凸顯的影響

2.1 不同時段的電壓影響

在不同時段的電壓路徑下，多重節點需通過特定負荷進行搭配。在網絡架構實際運行中，電源功率應設定為0，若引入實際因素，則需將節點負荷、等值阻抗一并考慮在內。注入功率時，若從開始到后期的節點在光伏電壓構架下進行，會發生電壓縮減現象，導致線路損

耗增加，并使電力企業成本增加[2]。因此，應當將電源功率數值設定為大于0。當光伏電源接入發電體系時，其電壓縮減現象處于大范圍內，導致疊加后的功率被視為有功功率。這種運行方式也會帶來一定的影響，不僅會導致電壓增大，還會對構架中的電壓造成影響，繼而將其設定為負數。若光伏線路中的電壓差值對外顯示大于0，就會出現電壓縮減現象；若對外顯示小于9，電壓就會不斷升高。

2.2 節點配網架

在配網接線的過程中，按照傳統接線方式，其表現出的特點為對環網銜接、輻射接線、樹干式銜接進行整合，在集中形式條件下，主要以開式方式運行。因此，在發電系統實際運行的同時，必須根據一定的架構對配網進行設置，繼而構建輻射架構。該框架需要具備如下特點：a）對配網架構體系中的變壓器調和范圍進行限制，并擬定在5%左右，以此保證在各個時段下對系統內的負載數值進行協調；b）節點配網框架需要具備一定的獨立特性，這些特性需要涵蓋許多線路，比如混合線路、架空線路，對這些網絡進行整合；c）根據接線態勢分析配網母線的表現特征。與母線供應的負荷相比，當體系中的容量增加到與母線一致時，會對上層體系造成干擾。在該負荷變化范圍內，干擾偏小。因此，必須采取相應的調壓管控措施，對電壓源頭進行架設。這樣一來，可提高母線布置的節點位置，保證電壓管控的正常水平。

2.3 歸納總結

在實際的配網框架內，分布式光伏發電會引起電壓升降變化，這種變化會引發許多問題，比如電源變更、電壓增大、電壓縮減等。在系統的實際運行中，若節點被銜接，就會降低路徑范圍內的損耗。這種降低損耗的方法可以在一定程度上提高電力企業的實際效益，為電力企業發展助力，還可以在線路反饋中對總電壓進行優化。對節點布設進行細化，使光伏電源輸出功率高于負功率，進而使母線的電壓持續增大。若電源不具有分布式態勢，隨著負荷的改變，會引起相應的電壓耗費，從而在后續的計算之中電源負荷會成為正值。因此，系統路徑內的電壓只要滿足實際要求，就可以避免電壓越限的情況。綜上所述，在中國科技水平提升的基礎上，利用好光伏發電技術十分重要。當該技術使用受到環境因素影響時，無論是溫度變化，還是外界環境變化，都會對發電量造成影響。與此同時，分布式光伏發電會給其配電網的電壓值帶來負面影響。只有提出合理的解決途徑和方案，才能發揮該技術的獨特優勢。

3 解決途徑

3.1 阻止電壓越限

經過一段時間的發展，光伏發電技術在實際應用中已經取得了較好的應用效果，為電力企業帶來了收益。在實際表現出的功率中，還應當進一步將光伏發電控制在合理的范圍內。在對功率進行計算時，可以將移動平均方法作為主要的計算方法。然而，與初始發電功率相比，這種計算方法的使用會產生較為明顯的縮減現象。根據光伏系統架構和曲線，可以得出功

率運算總和，進而在子系統中計算得到不同時段的功率。因此，這種計算方法在實際計算過程中具有多方面的優勢。為了進一步對實際的計算結果進行精確，可以采用特別的滑窗方式來得到最佳效果。

3.2 構建儲能發電體系

總體來說，分布式光伏發電方式是對匯流箱體、初始光伏陣列、逆變器等部分的整合，在一般情況下，供電的過程主要是使儲能配件運作的過程。另外，光伏發電中的配套管理部分也較為重要，比如配套網絡能量管控裝置及特定規格蓄電池、變流器等，這些配套設施構成儲能發電體系，并在變流器與布設電池之間具有雙向管控裝置銜接特性。在對電壓變化進行管控的過程中，變流器發揮著主要作用，不僅可以穩定電壓變化范圍，還可以針對不同時段的功能使其電壓變為恒定電壓。在直流側架構中，其電壓會對諧波產生控制作用，保證交流處于穩定狀態。因此，在并網的實際流程中，此類交流裝置是儲能體系所必須具備的，

尤其對于電源模式，交流裝置可以實現特定功能，比如實現平衡控制，在充放電中實現負載可控。

在光伏功率發生變化的前提下，通過此類方式，并且采用移動平均方法可以得到曲線。與其他的計算方法相比較，移動平均方法具有較高的計算效率，同時可以提升計算的精準度，減少幅度凸顯情況，防止出現越限電壓偏大的情況，提高光伏發電技術在供電企業中的應用效果，促進新型光伏發電技術的發展。

參考文獻：

[1]配電網中基于網絡分區的高比例分布式光伏集群電壓控制[J]. 肖傳亮，趙波，周金輝，李鵬，丁明.電力系統自動化.2017（21）