分布式光伏接入對(duì)電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行的影響與管控

吳猛 侯斌

摘要：將新能源應(yīng)用于現(xiàn)代電網(wǎng)系統(tǒng)是時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)。分布式光伏作為重要的新能源發(fā)電方式之一，在新能源接入電網(wǎng)的研究中具備較高的代表性。分布式光伏接入會(huì)對(duì)電網(wǎng)調(diào)控產(chǎn)生復(fù)雜的影響，例如提升電壓波動(dòng)的概率、產(chǎn)生孤島效應(yīng)和電流諧波、帶來(lái)電網(wǎng)負(fù)荷的變化等。相關(guān)人員需要在分布式光伏接入電網(wǎng)時(shí)加強(qiáng)管控力度，提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：分布式;光伏接入;電網(wǎng)調(diào)控

引言：

隨著不可再生能源儲(chǔ)量的逐年降低，對(duì)新能源發(fā)電方式的開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為了當(dāng)前時(shí)代背景下重要的科研課題之一。光伏發(fā)電是一種技術(shù)相對(duì)成熟、效果相對(duì)較好的發(fā)電方式，分布式光伏接入電網(wǎng)系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)和管控方式成為了新的研究熱點(diǎn)。雖然分布式光伏接入電網(wǎng)后會(huì)帶來(lái)一些不良影響，但只要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不良影響的完全管控，就能夠消除分布式光伏的負(fù)面作用，推動(dòng)整個(gè)電力行業(yè)的發(fā)展。

1分布式光伏接入對(duì)電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行的影響

1.1對(duì)電壓產(chǎn)生的影響

現(xiàn)行的供電方式是集中供電，由供電站作為電網(wǎng)中心，供電站接出的線(xiàn)路向周?chē)饾u擴(kuò)展。供電線(xiàn)路的擴(kuò)展能夠?qū)е戮€(xiàn)路中的電壓不斷降低。在接入了分布式光伏后，線(xiàn)路上的電壓會(huì)超出標(biāo)準(zhǔn)電壓，電壓提升的幅度、分布式光伏的接入位置會(huì)與總?cè)萘恐苯酉嚓P(guān)。在正常情況下，供電站會(huì)利用載調(diào)壓變壓器調(diào)節(jié)電壓數(shù)值，使電壓的數(shù)值保持正常。

分布式光伏還會(huì)使電壓產(chǎn)生波動(dòng)和閃變。太陽(yáng)光的輻射強(qiáng)度會(huì)影響光伏電源的供電效率，所以，當(dāng)太陽(yáng)光的輻射強(qiáng)度發(fā)生改變的時(shí)候，電網(wǎng)中的電壓值便會(huì)隨之出現(xiàn)波動(dòng)或閃變的現(xiàn)象。電壓的波動(dòng)還會(huì)出電網(wǎng)中原本存在的負(fù)荷產(chǎn)生作用，從而造成更嚴(yán)重的影響。

1.2對(duì)電流保護(hù)產(chǎn)生的影響

分布式光伏的接入會(huì)大幅度提升電網(wǎng)線(xiàn)路中的電流總量，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，離故障位置越近的線(xiàn)路電流會(huì)越大，當(dāng)光伏的系統(tǒng)容量趨近飽和的時(shí)候，甚至又可能造成誤動(dòng)現(xiàn)象的出現(xiàn)。假設(shè)故障點(diǎn)出現(xiàn)的位置是在保護(hù)和光伏之間，短路電流會(huì)瞬間激增，通過(guò)保護(hù)的電流也會(huì)隨之變大。如果故障點(diǎn)出現(xiàn)的位置是光伏的下方，通過(guò)保護(hù)的電流會(huì)隨之變小，降低保護(hù)反應(yīng)的靈敏度[1]。

如果分布式光伏產(chǎn)生了逆向的短路電流，短路點(diǎn)的位置是保護(hù)的上方，光伏會(huì)對(duì)保護(hù)造成影響。假設(shè)分布式光伏的系統(tǒng)容量過(guò)大，短路電流就會(huì)致使保護(hù)跳閘。如果通過(guò)保護(hù)的電流持續(xù)提升，就會(huì)同步提升保護(hù)的敏感性，擴(kuò)大保護(hù)的保護(hù)范圍，從而影響下一級(jí)的線(xiàn)路，造成跳閘現(xiàn)象的出現(xiàn)。保護(hù)在此時(shí)便失去了選擇性保護(hù)的功能。

1.2.1產(chǎn)生孤島效應(yīng)

分布式光伏如果想要與相鄰的電力系統(tǒng)產(chǎn)生聯(lián)系，就應(yīng)該具備對(duì)孤島效應(yīng)有防護(hù)效果的設(shè)備。孤島效應(yīng)在電網(wǎng)中具有巨大的危害性，它會(huì)使電網(wǎng)的維修人員承擔(dān)巨大的安全威脅，還會(huì)影響整體電網(wǎng)的供電質(zhì)量，影響這個(gè)供電設(shè)備。孤島效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的相位出現(xiàn)不同步現(xiàn)象和電流沖擊現(xiàn)象。總之，孤島效應(yīng)產(chǎn)生的影響很大，所以，為了避免孤島效應(yīng)，電網(wǎng)工作人員會(huì)在接入分布式光伏的時(shí)候嚴(yán)格地檢查接入質(zhì)量，防止出現(xiàn)并網(wǎng)過(guò)程的不合理操作。正確的操作能夠有效控制孤島效應(yīng)的出現(xiàn)，為電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供保障。

1.2.2產(chǎn)生電流諧波

逆變器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性決定了它很可能會(huì)導(dǎo)致電流諧波的產(chǎn)生，這一規(guī)律在電流轉(zhuǎn)換的過(guò)程中十分明顯。所以，在接入分布式光伏的時(shí)候，應(yīng)該慎重選擇逆變器，合理的逆變器選擇能夠減少諧波的產(chǎn)生，提升電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性。如果想控制電流諧波的產(chǎn)生，還可以從供電類(lèi)型、接入設(shè)備類(lèi)型入手。

1.3對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷的影響

分布式光伏要利用太陽(yáng)光發(fā)電，所以其發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)荷也會(huì)隨著時(shí)間的推移而變化。一般情況下，在晴天的上午10：00到下午2：00，分布式光伏的負(fù)荷會(huì)進(jìn)入最大值。在使用類(lèi)似分布式光伏這種變化型的發(fā)電系統(tǒng)時(shí)，工作人員應(yīng)該做好規(guī)劃，盡量排除因負(fù)荷變化而出現(xiàn)的其他問(wèn)題，確保電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。就現(xiàn)狀而言，自動(dòng)化并網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用還不廣泛，所以調(diào)整電壓和電網(wǎng)的時(shí)候還需要借助大量的人工操作，這提升了光伏接入的難度，產(chǎn)生了安全威脅。

2分布式光伏接入影響的管控措施

2.1研究新型對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)、保護(hù)和控制的設(shè)備

首先，合理的管理監(jiān)督機(jī)制是整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，在接入分布式光伏的時(shí)候也不例外。供電部門(mén)應(yīng)該對(duì)分布式光伏的接入予以統(tǒng)籌把控，進(jìn)行全面地控制。在電網(wǎng)中接入分布式光伏會(huì)使電網(wǎng)系統(tǒng)變得復(fù)雜，所以，在監(jiān)督機(jī)制中也應(yīng)該增設(shè)電能計(jì)量模式。其次，分布式光伏會(huì)使電網(wǎng)產(chǎn)生電流諧波，監(jiān)控諧波的出現(xiàn)、及時(shí)處理電流諧波也是監(jiān)督部門(mén)應(yīng)該完成的任務(wù)，以此提升配電系統(tǒng)中的電能質(zhì)量[3]。再次，如果電網(wǎng)原本存在故障，并網(wǎng)會(huì)使原本的故障變得更加復(fù)雜，提升了故障處理的難度，所以在分布式光伏接入前，要做好故障的排查，防止并網(wǎng)對(duì)故障的加重效果。最后，要加強(qiáng)對(duì)孤島效應(yīng)的檢測(cè)力度。孤島效應(yīng)的危害巨大，甚至?xí){工作人員的人身安全。所以，應(yīng)該將孤島效應(yīng)存在和出現(xiàn)的類(lèi)型和管控方法進(jìn)行系統(tǒng)化地總結(jié)，加深對(duì)孤島效應(yīng)運(yùn)行機(jī)制的了解，加強(qiáng)工作人員具備的電網(wǎng)保護(hù)技術(shù)，加強(qiáng)解決孤島效應(yīng)的能力，確保供電安全。

2.2健全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

如果想要確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全性，就要加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。分布式光伏的接入為電網(wǎng)系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)提供了更多的可能性，但新技術(shù)的出現(xiàn)也會(huì)導(dǎo)致原本的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)則變得落后。由此可見(jiàn)，只有在分布式光伏接入后及時(shí)調(diào)整技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)則，才能有效管控其對(duì)電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行的影響。

3結(jié)語(yǔ)

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的接入可以豐富電能的資源結(jié)構(gòu)。光伏利用太陽(yáng)光輻射發(fā)電，是一種理想的綠色能源發(fā)電方式，是現(xiàn)代電力發(fā)電的發(fā)展方向。即使分布式光伏的接入可能會(huì)使電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行出現(xiàn)一些問(wèn)題，但這些問(wèn)題不能成為阻礙光伏接入的理由。電力產(chǎn)業(yè)應(yīng)盡力克服這些問(wèn)題，推進(jìn)現(xiàn)代能源結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]董強(qiáng). 分布式光伏發(fā)展形勢(shì)及發(fā)電模式探究[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)， 2020， v.17;No.505（01）：45+47.

[2]梁偉豪， 周潮， 涂智豪，等. 分布式光伏接入對(duì)配電網(wǎng)可靠性影響的快速評(píng)估方法[J]. 供用電， 2020， v.37;No.231（02）：65-71.

[3]吳斌， 單來(lái)支， 王慶，等. 基于三相不平衡的分布式光伏接入配電網(wǎng)的優(yōu)化配置研究[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制， 2019， 047（024）：108-114.

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