光伏電源對農村配電網電能質量的影響

張丹

摘要：作為發展前景廣闊的清潔能源，光伏發電技術近年來日趨成熟，如何應對光伏電源接入對電能質量造成的影響也成為行業熱點課題，由此可見本文研究具備的較高現實意義。目前，我國太陽能發電已經成為電力事業發展的一個主要方向，通過將太陽能轉化為電能，能夠滿足當前快速增漲的用電需求，作為一種可再生能源，光伏電源的接入對農村配電網電能質量產生一定影響，為了提高能源利用效率，文章對電能質量影響及解決對策進行探討。

關鍵詞：光伏電源;配電網;電能質量;光伏發電

引言

我國地大物博，雖然資源豐富，但是人口很多，使得能源缺少。加強能源保護和新能源的開發顯得更加的重要。近年來，電能越來越成為主要的能源供給，電能來源很多。光伏發電技術非常方便，緩解了能源不足和環境污染的問題。在并網的過程中，由于光伏發電自身的特征，如今的電力系統存在著很多的問題需要進行解決。因此，應該仔細研究光伏發電對于電力系統的影響，從而幫助光伏發電技術的不斷發展。

1光伏電源對農村配電網電能質量的影響分析

1.1? 基本影響

光伏電源對電能質量帶的影響主要體現在電壓偏差、電壓波動、諧波方面。電壓偏差影響源于光伏電源接入后線路上傳輸功率的減小，光伏電源輸出功率也會同時減小，并導致負荷節點的電壓升高。在光伏接入容量較低的情況下，該節點的電壓會由光伏系統支撐，而當光伏接入饋線末端或光伏接入容量較大時，某些節點可能受此影響出現電壓超過允許值的問題;電壓波動影響源于光伏電源啟停、環境溫度和光照強度變化，雖然短路容量增加能夠實現配電網內部的電壓波動被抑制和削弱，但在光伏電源啟停、環境溫度和光照強度變化影響下，電壓波動很容易因此出現;諧波影響源于光伏電源接入所使用的逆變器，大量的電力電子開關器件很容易因連續的關斷、導通產生諧波分量，諧波污染的產生自然會直接影響電能質量。

1.2? 具體影響

對于農村配電網來說，光伏電源的影響主要體現在電壓方面，由于放射狀屬于農村配電網的主要結構形式，這就使得并入點處電壓質量會直接受到接入的光伏電源影響。通過簡化光伏電源并網系統，可得到如圖1 所示的光伏電源并網點處的戴維南等效電路。

結合圖1 所示的戴維南等效電路，可以得到式（1）所示負載電壓表達式，式（2）所示的線路電流表達式需結合基爾霍夫電流定律。

將式（2）帶入式（1）可以得到式（3），結合式（3）可以發現，并入點的電壓會受到并入光伏電源的直接影響，這種影響表現為電壓升高，且電壓升高的幅度會隨并入功率的增長而提升，線路阻抗越大（線路越長）也會導致電壓抬高越多。如光伏電源提供的無功功率和有功功率能夠剛好滿足負載需求，農村配電線路即可在無負載電流的情況下運行。

值得注意的是，光伏電源對農村配電網電壓的影響在并網點位置、并網容量方面也有著直觀體現。分析并網點位置影響可以發現，在較重的負載影響下，接入農村配電網末端的光伏電源會帶來較大的電壓改善作用，分析并網容量方面影響可以發現，在較輕的負載情況下，接入農村配電網末端的光伏電源可能導致電壓越限。

1.3影響總結

總的來說，光伏電源對農村配電網電能質量的影響主要體現在電壓越限、孤島安全問題、電壓波動、諧波污染、閃變等方面。但值得注意的是，光伏電源接入在削減夏季電網負荷高峰、臺區過載和低電壓問題解決方面具備的優秀表現也需要得到重視。

2農村配電網優化電能質量的路徑選擇

2.1? 日常管理路徑

為較好應對光伏電源帶來的電能質量影響，農村配電網電能質量優化應：①做好日常管理工作，這一工作應圍繞調控運行展開。在具體管理中，各地供電局需首先把好設備安全關，因此嚴格驗收相關設備，保證設備質量合格、手續齊全。在并網環節，電能質量的實際檢測必須得到重視，無功補償裝置也需要嚴格按照規定設定，為滿足無功就地平衡原則，需保證功率因數補償后可達到0.9%左右;②需做好調控人員停送電操作規范，以此基于光伏電源點的運行方式、發電容量、并網點、聯系方式，保證停送電操作嚴格貫徹規范要求，避免電氣誤操作問題出現，恢復送電時的用戶按次序并網也需要得到重視;③需嚴格開展日常調度管理，并在得到電網調度同意后進行光伏電源的解列、并網。在電網檢修或出現事故時，電網調度下達的命令必須嚴格執行;④需做好設備檢修及方式管理工作，相關部門需嚴格執行" 兩票三制"，保證檢修工作和停送電操作的安全，作業地點的情況核對、安全措施的合理選用、按帶電設備處理的分布式光伏電源供電設備處理也需要得到重視;⑤線路保護裝置的合理配置也需要得到重視，一般配置光差保護和過電流保護（階段式方向），光伏電源切除時間與重合閘動作的相配合也不容忽視;⑥需關注反" 孤島" 運行安全防護的加強，避免檢修過程存在" 孤島" 運行電源點，配合針對性的安全措施制定與裝置安裝，即可更好服務于農村配電網電能質量優化。

2.2? 具體優化措施

為更好實現農村配電網電能質量優化，還可圍繞光伏陣列在局部陰影下的最大功率點跟蹤優化、基于混合有源濾波器的諧波抑制優化、基于并網逆變器和復合控制策略的控制優化進行探索，這類優化方式同樣能夠較好提升農村配電網電能質量，降低光伏發電并網帶來的影響，如圖2 所示為逆變器復合控制基本原理圖，這一控制以基于光伏發電系統的無功功率和有功功率控制方法PQ控制法為基礎，配合頻率和電壓的主動控制，即V/f控制，即可通過對電網電壓頻率和幅值的實時監測，比較額定參考值，逆變電源的輸出頻率和電壓可由此基于反向微調的方式進行調節，保證其能夠與電網電壓頻率、幅值同步。逆變器復合控制采用雙閉環控制方法，PQ控制法在頻率穩定和電壓穩定保障中存在的不足也得以較好解決，為更好開展復合控制，輸出功率范圍的合理設定、基于電壓閃變危害的保護裝置設置同樣需要得到重視。

結語

綜上所述，農村配電網中光伏電源對電能質量帶來的影響較為深遠。在此基礎上，本文涉及的日常管理路徑、具體優化措施等內容，則提供了可行性較高的電能質量優化路徑。為更好保證電能質量，電能質量受影響規律的總結也需要得到重視。

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