分布式光伏發電并網對配電網安全的影響

路林娟 劉星

摘要 在經濟全球化的大背景下，可持續發展對于經濟和未來社會的發展具有重要意義，分布式光伏發電迎合了可持續發展的戰略要求，滿足當下我國可持續發展的戰略需求。本文以光伏發電為主體，探索其發展現狀及其對配電網絡安全的影響等相關問題提出改善措施。加強分布式光伏發電并網的加強管理，實現我國配電網絡的快速發展。

【關鍵詞】光伏發電并網 改善措施 可持續發展

近年來，我國已經相繼出臺了多項關于促進光伏產業發展的重要舉措，為國內該產業的可持續發展和光能有效應用與完善，起到重要的推動作用。光伏發電對實現配電網飛速發展具有重要意義。光伏產業發展潛力巨大，近年來，在各地政府支持下得到了迅猛發展。近年來，隨著科技的發展，并網運行正文光伏產業發展的重要研究對象。但目前的光伏電站的建設規劃中并未考慮電網交互帶來的影響，對于大規模分布式光伏并網的實現帶來極大困擾，同時大規模的光伏并網對于電力系統安全及運行造成其他影響。本文將針對分布式光伏電網發展現狀及其對配電網絡安全的影響進行探索分析，探索解決分布式光伏點評網絡系統別配電網絡安全帶來的影響，提出合理化的解決方案。以期對我國配電網絡可持續發展提供借鑒。

1 分布式光伏發電并網的現狀

1.1 國外進展

光伏效應是由法國物理學家在1839年發現的，1883年第一個太陽能電池誕生，20世紀50年代，能將光能轉化為電能的單晶硅太陽能電池研制成功，開創了光伏發電的新局面。隨著科技的不斷發展，光伏發電逐漸成為世界各地爭先開發的高新科技產業，大大促進了光伏發電的有序發展，世界各地紛紛致電專門相關標準及法律規定，光伏發電技術的研究奠定基礎。光伏發電也在不斷的迅猛發展，是全球增長最快的高新技術產業之一。

上個世紀70年代，日本就開始了民用太陽能發電，最初，日本的科學家將研究的重點放在了太陽能與熱能轉化上，而對于太陽能轉化為電能的研究還僅限于降低光伏電池組件成本。近年來，隨著科技的發展，日本利用太陽能發電系統傳遞能源，降低溫室氣體排放，日本光伏發電技術的發展獲得了極大的促進與發展。隨著日本福島核泄漏的發生，日本政府開始有目的的陸續關閉核電站，加大對光伏發電系統的研究，開發與利用，在2013年創歷史新高。日美國語音教教青年發布太陽能百萬屋頂計劃，截止到2010年底在100萬座建筑物上安裝光伏發電系統，重生二氧化炭氣體每年減少300萬噸.在節約能源的同時，減少溫室效應帶來的影響。2016年，光伏電價低于傳統能源電價目標的實現不僅僅給美國帶來巨大經濟效益，同時創造了巨大的社會效益。

1.2 國內研究進展

我國光伏發電的相關研究起始于20世紀50年代，東方紅二號衛星的成功使用，是我國陸地上開始使用光伏電池。我國的光伏發電的研究最初說他產量，價格和市場條件等因素的影響，相應的光伏電池，智能，應用于衛星上和小功率電源系統。你讓改革開放的發展和我國政府的大力支持，先進的技術設備的引進從事光伏發電成本降低，主播要用于交通，通信等領域。2009年偷見了光伏一體化與金太陽項目工程。有研究表明，21世紀30年代我國再生能源利用率可達到26%，其中以光能和風能為主。隨著高新技術的發展和光電發電技術的應用，分布式光伏發電在不配天網絡系統中的地位越來越為重要。

2 分布式光伏發電并網的影響

2.1 對配電運行的影響

中性點不接地系統經常出現在我國的中低壓配電網絡中，光伏發電不僅可以將交配電網從輻射型轉辦變多電源結構，還能夠改變潮流和短路電流大小，流向及分布。斷電情況下分布式光伏發電并網對配電網絡的影響如圖1所示。

2.2 對檢修安全的影響

在逆變器并網工作時，由于某段線路故障，出現的光伏電網與輸配電網失去聯系，就會產生孤島效應，主要發生在主電網與分布式電源并網不接通時，拓撲圖如圖2所示。對于分布式光伏發電而言，某個區域發生故障時，該區域分布光伏電源連接的斷點也會有相應。到供電段路，傳統故障定位原理很難應用在分布式光伏電并網。分布式光伏發電屬于用戶側并網，容易出現孤島效應，對檢修安全帶來影響，給電力檢修人員現場安全作業帶來極大隱患。

當輸電網絡發生故障而出現停止運行時，開關1發生斷開但開關2并不斷開時，發電系統可以通過開關2繼續與配電網絡系統的連接，此時仍然可以實現對相應的負載供電，此時的配電網和光伏并網所處的狀態就像孤島一樣，被稱之為孤島狀態。當發電系統的電量輸出達不到輸電網絡的要求，所有負載需要的電量可能直接超過了發電系統的承受力，因此，處于孤島狀態的配電網和發電系統極其不穩定，或造成配電網和光伏并網癱瘓。

當由于意外事故的發生導致開關1發生閉合而開關2依然處于斷開狀態時，此時此刻的發電系統仍然可以正常運行，但是不能對配電負載供電，但對本地負載無影響，這種情況下的發電系統恍如孤島，但此時的孤島狀態相對穩定，原因在于發電系統可以滿足本地負載消耗的電量。

逆變器自帶防孤島保護器，可以在很大程度上避免其產生孤島狀態，但由于光伏發電的電路極其復雜，容易受到較多因素的強烈干擾，因此，在目前及今后的研究中，如何有效避免孤島效應的產生依然是重要的研究方向。

2.3 對計量安全的影響

分布式光伏發電系統接入配電網后會對盡量安全產生一定影響。該系統接入配電網訊在用戶方安裝獨立的計量表，容易出現用戶竊電的可能性，直接影響準確性和安全性，具有一定的弊端，不法分子會前來竊電，電能表就不能發揮其實際的作用，由于電能表失靈，影響到電量的統計，由此給國家電網的安全造成極大的潛在威脅。總的來說，不法分子可以升壓;并接電流和改接的方式竊電。改接線路具體來說就是改變配電接線使計量器失靈并由此來控制計量器。如果負載功率高于供電系統，交流電傳遞電能的過程中，就會混淆光伏電源和市發電，再通過線路改接提高計量器電流。線路改接竊電過程主要是通過制造假象來獲得政府高額電力補貼。常見的升壓竊電是通過在線路中引入升壓裝置，產生虛擬電壓，最終通過提升計量器電能來獲得政府補償金的違法過程。

2.4 對網損的影響

網損的增加和減少很大一部分原因取決于發電系統DG位置，此外，發電系統DG的容量、負荷量及網絡拓撲結構。DG接入到負載附近時將使配電網的負荷分布變化較大。在配電網絡中，只有當所有負荷節點處的負荷量均大于其發電量時網損減小;但如果其中至少一個負荷節點低與其發電量，但整體大于發電總量時，某線路的網損增加，但總體網損就會相對減小。

3 分布式光伏電問題對策措施

3.1 確保配電網運行安全

當分布式的電源接入線路后，發電系統的電流不論是在大小還是流向上都會發生變化，當出現供電故障時，由于原本的電流可能會與故障電流疊加而減小，導致配電保護識別作用失效或無法識別故障，但是，這種現象不會發生在未接入分布式電源時，此時的線路故障基本可以通過繼電器及時檢測到故障從而保護配電網安全，而不會出現以上狀況的保護死角。

3.2 確保檢修安全

在我國的配電管理過程中往往出現這樣那樣的問題，在配電檢修方面，相關部門應該及時的制定先關的法律法規或相關的管理規程，加強對我國光伏產業監管及國家電網安全運行。大量的科學研究及實驗論證表明，光伏電中的孤島效應無法避免，但適時的采取必要檢修管理措施，確保檢修線路的安全十分有必要。

目前，大量的科學研究表明，在解決繼電保護問題時，額外添加保護設備和調整保護邏輯是沒有太大意義的，我們應該對已有的配電保護設施進行定期，認真的維護與審核，按照國家相關的法律法規嚴格履行檢修任務。而國家和政府機構應該大力加強相關法律法規的修訂與完善，制定齊備的光伏并網配電檢修管理體系。確保線路檢修安全。

3.3 確保計量安全

在計量過程中，按照國家現有的方針政策及法律法規等落實計量安全是實施過程中亟待解決的問題，國家應該加強對竊電行為的打擊力度，保護居民合法用電的權益。在落實分布式光伏發電的具體過程中，亟待解決的問題依然較多，但相比于傳統的方式，分布式光伏發電具有許多無法替代的優點，在分布式光伏發電的發展過程中，政府，國家應該加強相關的研究，采用各種措施實現分布式光伏發電的順利開展，提高其大規模應用的可行性。

4 結束語

隨著我國對可再生能源代替傳統能源的大力倡導，越來越多的配電網中間入光伏發電體系，對于緩解我國電能緊張問題具有重要意義。我們應該在具體的實踐過程中積累經驗，加強相關課題的研究和軟件的開發，促進我國光電產業發展。本文通過對光伏并網的發展現狀及其對電路網絡安全的影響。探索分布式光伏并網發展舉措，為促進我國電路網絡安全及光伏產業的發展具有重要借鑒意義。