分布式光伏對配電網的影響及應對措施

翟繼輝 翟萌

摘要：隨著分布式光伏發電并網規模的不斷擴大，由光伏發電功率與負荷之間不平衡引發的逆向潮流導致的電壓越限問題日益受到關注。目前，在我國的新能源領域上，分布式光伏的并網發電已經成為現代化電力發展中必不可少的一項技術。分布式光伏在一定程度上推動了我國電力行業的快速發展，但也對我國的電網提出了更高的要求。基于此，文章對分布式光伏對配電網的影響及應對措施進行了分析，僅供參考。

關鍵詞：分布式光伏;配對電網;改進

隨著全球能源格局的調整，我國逐步開啟了能源轉型的道路，以太陽能、風能為代表的可再生能源成為人類可持續發展的重要選擇。由于政策、電價、消納等多方面因素，光伏發電正逐漸由大型集中式并網朝著大規模分布式并網方向發展，分布式光伏接入配電網可以避免傳統遠距離輸電的建設投資與功率損耗，能夠實現能源的就地消納。但在大量分布式光伏并網后，整個配電系統將由傳統的單向輻射狀網絡變成多電源網絡，從而引起系統潮流及電壓分布的變化。同時，由于典型居民負荷與光伏出力的高峰時段往往不匹配，造成配電網在強光照時段容易出現功率倒送引發電壓越上限風險，而負荷高峰時段又容易面臨電壓越下限風險，還會增加線路網損，影響到光伏及配電網系統的正常運行。因此，配電網電壓控制問題是分布式光伏并網亟需解決的問題。

一、分布式光伏的發展趨勢

太陽能的照射范圍較廣，且使用起來環保無污染。光伏發電作為太陽能的有效利用方式之一，在地理位置上也有著不受限制的優勢特點。同時，光伏電能作為與建筑密不可分的連接點，無需額外占用土地資源且安裝靈活，能最大限度接近本地用電負荷，并網發電時，既不污染環境，又無噪聲。初期的光伏、光電轉換效率低，制作成本高。因此工作人員將光電轉換效率的提高作為首要發展問題進行相應的研究，同時還一并研究降低行業成本、提高資源再用率的方法。光伏發電是通過自然能源，使得發電的成本降低，尤其是工業發展進程中，受到多方引用。相關國家政府部門也針對光伏發電產業制定了一系列的使用政策，增加使用范圍和數量，為應對世界能源危機起到了一定作用。由于光伏發電綠色低碳的性能不斷得到發展，因此其成為全球增長速度最快的高新技術產業之一。社會在發展，時代在更換，光伏發電技術需保持持續發展的穩定效果，為人們帶來更多的能源便利。

二、分布式光伏對配電網可靠性影響程度分析

分布式光伏的接入方式可以分為集中接入和分散接入。其中，集中接入方式根據接入位置不同又可以分為集中接入變電站母線和集中接入饋線，分散接入一般指分散接入饋線。當分布式光伏采用集中接入變電站母線的接入方式時，其作用等同于給配電網主電源增加一部分容量，對配電網的可靠性幾乎無影響，因此主要分析分布式光伏集中接入饋線和分散接入饋線對配電網供電可靠性的影響。采用分布式光伏作為主電源備用的運行方式時，分布式光伏等效于一個以隨機概率提供可轉供路徑的后備電源。當其能夠提供有效出力并在電網故障后以孤島方式運行時，可將分布式光伏孤島內的部分負荷點的故障停電時間從無分布式光伏接入時所需的元件故障修復時間縮短為故障上游恢復供電時間或轉供時間，這將提升系統的供電可靠性。受影響的負荷點的數量取決于故障發生的位置以及分布式光伏可供電的孤島范圍，因此，分布式光伏的接入容量、位置和方式將會影響其對系統供電可靠性的改善程度。因此分布式光伏的接入方式、位置和容量均會影響配電網的供電可靠性，為了實現對此影響的快速定量分析，文中先基于解析法原理定量分析了分布式光伏對單個負荷點年停電時間的影響，并在此基礎上提出了衡量分布式光伏對配電網可靠性影響程度的量化評估指標，即貢獻因子

三、分布式光伏產生影響的解決措施

1.加強配電網建設在應用

分布式光伏的過程中，需要注重電網基礎建設。雖然電網原有的建設基礎比較完善，但是光伏發電屬于新的發電形式，需要結合分布式光伏發電的實際情況進行相應的基礎建設。在一定基礎上，加強配電網的建設，增加配電網系統的功能，以有效減弱分布式光伏帶來的影響。要明確分布式光伏接入位置和方式，在城區配電網施工中考慮環保電網模式，確保接入光伏的穩定性。盡量在電網出現短路時，使分布式光伏持續為周圍環境發電，起到應急作用，不至于以局部故障影響整體

2.運用電網容量和預測技術

輔助配電網發展在實際應用過程中，需要利用電網容量技術輔助配電網的發展。需注意，一般的配電網容量相對較低，若能利用增加容量的輔助技術，則能確保在配電網發生故障時，還能持續供電，基于預測技術，可以預測故障，并進行針對性的調整以及定期的檢修，掌握配電網的實時情況，對故障實現最有效的控制，使分布式光伏得到充分利用，提高分布式光伏的使用效率，促進其發展。需形成科學合理的實行策略，保證分布式光伏擁有良好發電環境，保證電力行業供電效應最佳。

3.繼電保護

在新形勢的背景下，我國在對各地區電網運行情況進行研究，并對光伏發電站接入電網時對其制定了一些法律法規。在進行分布式發電站并網工程建筑的時候，由于地區的不同，在建設的時候應對實際問題進行分析，并結合相應的法律法規，對其進行繼電保護，對光伏電子發電線路側面的配置安裝繼電保護裝置，從而對線路進行科學的保護，并根據線路的實際情況，合理安裝超壓或欠壓等保護裝置，使得其可以及時接收跳閘的命令，但是在對分布式光伏發電站進行線路保護的時候其所用到的保護配置應與發電站的建設要求相吻合，這樣使其能夠更好地發揮作用。對于此分布式光伏發電站并網建設而言，應對110kV變電站的主變壓間隙保護進行合理的調整，并增設并網斷路器，使得光伏發電站與變電站之間的保護裝置能夠相互作用。而在對該地區進行發電站建設的時候，應該根據難易點對其進行孤島保護，進行合理的設計，使得能對電網側線路進行有效的保護。在進行并網之后，微電網將處在孤島的運行狀態，這時公共連接位置的功率將會被切斷，若是在切斷之前存在功率流向微電網的現象，則微電網的功率會呈現出缺額的狀態，反之則盈余。在并網的狀態下，若是緊急控制沒有技術啟動，則微電網的內部頻率會出現大幅度下降的情況，有功功率缺額的動態變化和頻率的變化剛好相反，這樣就極有可能導致電網出于癱瘓的狀態。而對于這種情況的出現，在對分布式光伏發電站進行并網建設的時候，該地區應該對其進行繼電保護，使得在微電網拖網工作后也能對其進行合理化處理，使得微電網一種處在穩定運行的狀態。在對分布式光伏發電站進行繼電保護的時候，應該結合該地區的特點，構建合理化的監管體系，使得能對光伏發電站的情況進行實時監督，這樣若是發現存在隱患問題，能夠及時進行解決，使得光伏發電站一直處在穩定、安全的運行中，這樣能夠有效提高供電質量，從而滿足各行業的用電需求。

結束語

分布式光伏電源接入中低壓配電網面臨著光伏電源消納和配電網安全運行的問題。因此，為確保我國電力行業的穩步運行及發展，應該在日常工作中，積極開展分布式光伏應用于配電網的相關工作，將兩者進行有效融合，解決分布式光伏原有的問題。需加強配電網建設，運用電網容量技術輔助配電網發展，同時有必要加強標準制定以及政策監督。

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