分布式光伏并網對配電網的影響及解決措施分析

湯駿

摘要：當前，我國能源與經濟發(fā)展之間的矛盾日漸加深，因此，提出了節(jié)能減排的口號，以此減少對不可再生能源的依賴，使用可再生的新能源進行生產運行與活動。我國的供電局勢一直處于供不應求的狀態(tài)，因此國家電網、供電單位提出了多方面的改進措施，例如西電東輸、峰谷供電等，但是這僅能緩解部分供電危機，而采用目前應用效果極佳的分布式光伏發(fā)電技術，可以保證滿足區(qū)域內所有用電群體的用電需求，確保人們可以順利開展各項活動。

關鍵詞：分布式光伏并網;配電網;解決措施

引言

近年來，在國家相關政策驅動下，分布式光伏電源在全國各地持續(xù)保持高速增長，隨著分布式光伏裝機不斷增加，對電網運行的影響呈現(xiàn)“局部向全局發(fā)展、配電網向主網延伸”的趨勢，對電力平衡、無功調節(jié)、電能質量控制、營銷業(yè)務管控等提出了更高要求，給配電網調度運行帶來了新的挑戰(zhàn)。

1分布式發(fā)電概述

隨著分布式發(fā)電技術的逐漸成熟，越來越多的分布式電源接入到配電網中，其中分布式光伏電源以太陽光能作為能源，其豐富的能量來源及清潔的發(fā)電形式受到人們越來越多的青睞。分布式光伏電源采用逆變器連接到電網，工作原理是在太陽光照射下通過光伏逆變器將光伏面板產生的直流電轉換成與電網相同頻率、相同相位的交流電。與傳統(tǒng)發(fā)電形式相比，分布式光伏發(fā)電有其特有的優(yōu)勢：（1）光伏發(fā)電設備結構比較簡單，便于運輸、安裝、維護，建設周期短。（2）發(fā)電能源清潔無污染，發(fā)電無需機械轉動部件無噪聲產生。（3）發(fā)電所需的太陽光無地域限制，分布廣泛。

2分布式光伏并網對配電網的影響

2.1孤島效應

分布式光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的孤島效應是指與光伏發(fā)電系統(tǒng)連接的電網線路因故障停電時，客戶端的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)沒有及時檢測出停電狀態(tài)并脫離電網絡，繼續(xù)保持向所帶負荷供電，形成公共電網無法控制的自給自足的供電孤島。發(fā)生“孤島效應”會對配電網和用戶產生嚴重的影響和危害，主要表現(xiàn)為以下四個方面：

（1）威脅電網運維人員的人身安全。當發(fā)生故障時，電網停止向供電，并網逆變器仍保持向周邊電網供電時，若運維人員進行電力線路或電力設備檢修，可能引發(fā)觸電傷亡的嚴重事故;

（2）損壞用電設備。缺少了電網的支持，電力孤島區(qū)域的供電電壓和頻率不穩(wěn)定，如果孤島運行的分布式光伏并網發(fā)電系統(tǒng)無儲能元件或儲能容量太小，用戶負荷還會發(fā)生電壓閃變，造成電力客戶的電器設備損壞;

（3）損壞電網設備。供電恢復時，分布式光伏輸出的電壓和電網的電壓可能不同步，恢復供電瞬間將產生很大的電流，對電網設備造成損傷;

（4）對用戶電壓產生影響。如果發(fā)生分布式光伏并網發(fā)電系統(tǒng)斷開所并入電網的情況，其原有的單相供電模式可能會引起配電網內出現(xiàn)三相負載不對稱的問題，從而對周邊用戶的電壓質量帶來影響。

2.2電網調頻調壓性能

一方面，分布式光伏多采用恒功率因數(shù)（cosφ=1）運行，不提供無功功率，其集中并網地區(qū)下網潮流變輕，甚至倒送，使系統(tǒng)局部地區(qū)電壓抬升明顯，如遇節(jié)假日負荷低谷效應疊加，電壓存在越限可能，嚴重時可能導致光伏電源脫網。另一方面，隨著分布式光伏并網容量快速增長，大量負荷就地平衡，對網供負荷增長的抵消效應明顯，相當于替代了部分常規(guī)發(fā)電機組。但分布式光伏在故障期間不能提供有效的無功支撐，造成動態(tài)無功支撐不足，暫態(tài)電壓水平逐漸降低，嚴重時導致電壓長時間凹陷。此外，分布式光伏只向電力系統(tǒng)提供隨光資源變化的有功功率，不具備適應電網頻率波動的自適應調節(jié)能力。在發(fā)電結構中，隨著常規(guī)電源比例的下降和分布式電源的上升，系統(tǒng)頻率調節(jié)能力呈下降趨勢。

2.3電能質量

并網運行后，需要在高頻調制下，開始逆變器的運行工作，但是這種運行方式易產生諧波，使得電能輸出的質量受損，且諧波在放大之后，輸出功率也會發(fā)生相應變化，導致整個電網的電壓不穩(wěn)。同時，以往常規(guī)的配電網電能供應模式為單一式供應，但是在接入光伏電源后，由于各個接入點的電壓不同，需要對接入電源后獲得的電能進行集中式管理，以此統(tǒng)一進行電能的分配，這使得配電網工作涉及的環(huán)節(jié)較多，電能質量在諧波、電壓閃變等因素的影響下出現(xiàn)質量問題。

3分布式光伏并網對配電網影響的解決措施

3.1孤島效應的改善方法

對于該問題可以通過檢修手段進行檢測，目前較常用的檢測手段有被動式檢測法。當電網斷電后，使用該手段可以對逆變器的工作參數(shù)進行調查，如果檢出的輸出功率以及負載功率之間存在較大的差異，就表明存在孤島效應，當上述兩個功率的值相差不大時，該法檢出的效果不理想。同時，還可以使用主動式檢測法。該法在檢查時，需要對逆變器主動進行參數(shù)調整，以此來對電網的運行進行干擾。如果這些干擾參數(shù)無法被檢測到，表明電網不存在孤島效應，有故障問題發(fā)生時，逆變器的異常參數(shù)會遠遠超出標準值以及調節(jié)的數(shù)值，以便可以檢測出該種效應情況。使用主動式檢驗手段后，檢測人員可以獲得精度值較高的參數(shù)，但是存在控制難度大等問題。此外，還有故障信號檢測法。供電設備的監(jiān)控系統(tǒng)會在故障發(fā)生后，及時發(fā)出光伏電源的異常信號，工作人員可迅速對并網活動進行調整或切斷。目前，被動檢測和主動檢測兩種方法聯(lián)合使用對于檢測孤島效應的效果較好。

3.2健全相關技術標準及規(guī)范

得益于自身諸多優(yōu)勢和國家政策的支持，分布式光伏發(fā)展迅速，然而與之并網發(fā)電相匹配的相關技術標準及規(guī)范發(fā)展相對滯后。從分布式光伏并網發(fā)電系統(tǒng)安全、有序地接入大電網發(fā)電的角度出發(fā)，電力部門一方面要充分研究分布式光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的基本技術參數(shù)、分析電網抗干擾的能力、掌握分布式光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的控制特點、細化分布式光伏并網規(guī)模、并網電壓等級等方面的技術參數(shù)，建立完備的技術標準和規(guī)范;另一方面，制定分布式光伏產品進入電網的標準，把好接入網分布式光伏設備的質量關。通過相關技術標準和規(guī)范引導分布式光伏合理并網發(fā)電，降低對電網的影響。

3.3嚴把工程質量，確保電網安全運行

分布式光伏工程質量是行業(yè)發(fā)展的核心要素，供電企業(yè)要推動相關部門盡快出臺包括安裝質量與系統(tǒng)缺陷檢查、電氣安全、電網接入、結構安全、防雷接地以及運維、驗收等多維度的項目準入和技術標準，健全監(jiān)督機制體制，促進產業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，確保分布式光伏高質量發(fā)展。嚴把分布式光伏并網關口，杜絕帶缺陷接入。嚴格落實GB∕T33592—2017《分布式電源并網運行控制規(guī)范》、GB∕T33593—2017《分布式電源并網技術要求》等最新技術要求，嚴控信息接入、設備入網檢測及現(xiàn)場驗收，加強功率控制、電壓調節(jié)、低電壓穿越、防孤島保護等運行特性檢測。嚴把入網關，實行“一票否決制”，對不滿足并網要求的分布式光伏堅決不予并網。

結語

面對當前社會中存在的供電問題，需要在全國各地區(qū)進行分布式光伏電源的應用推廣工作，但是其在與配電網進行并網供電的過程中，供電單位需要對常見的問題多進行研究，以便能夠在應用之前，通過合理的施工與調節(jié)，減少問題的發(fā)生率，并且便于配電網檢修人員在供電期間發(fā)生故障問題時，能夠準確找到問題的原因與解決方法，不斷提高配網供電的效率和質量。

參考文獻

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