分布式光伏并網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的影響及對(duì)策

陳佳林

摘?要：近年來，我國(guó)的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻，也面臨著越發(fā)嚴(yán)重的能源短缺問題，在此背景下，業(yè)內(nèi)人士都逐漸提高了對(duì)于光伏發(fā)電的關(guān)注，強(qiáng)調(diào)分布式光伏并網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用。然而，由于此類發(fā)電形式的穩(wěn)定性仍然有待提升，且連續(xù)性較差，具有較大的波動(dòng)范圍，導(dǎo)致此類電子元件表現(xiàn)出十分強(qiáng)烈的非線性特點(diǎn)。相比于以往的發(fā)電方式，此類發(fā)電模式的發(fā)電質(zhì)量一般難以得到充分保障，需要深入探索可能影響電能質(zhì)量的原因，并提出相應(yīng)的電能質(zhì)量?jī)?yōu)化對(duì)策，下文將就這一問題展開研究。

關(guān)鍵詞：分布式光伏發(fā)電;電能質(zhì)量;影響因素

一般而言，光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)所占據(jù)的面積相對(duì)較小，且無需消耗過多的建設(shè)成本，因此已經(jīng)受到了各類人群的高度關(guān)注，并逐漸演變?yōu)橹耸挚蔁岬目稍偕茉窗l(fā)電方式。近年來，光伏發(fā)電機(jī)組的規(guī)模已經(jīng)得到了充分拓展，隨著光伏發(fā)電量的不斷提升，也相應(yīng)引發(fā)了許多問題，在一定程度上影響了電能質(zhì)量。為此，下文將簡(jiǎn)要介紹各類可能的電能質(zhì)量影響因素，以促進(jìn)電能質(zhì)量提升，讓電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率得到切實(shí)保障。

1 分布式光伏并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的影響

1.1 電能質(zhì)量

隨著分布式光伏并網(wǎng)模式的不斷發(fā)展，也相應(yīng)影響了配電網(wǎng)的質(zhì)量。在分布式光伏并網(wǎng)模式下，一般采取高頻調(diào)制的形式，且諧波的產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高，在一定程度上影響了光伏并網(wǎng)功率輸出的穩(wěn)定性，相應(yīng)增加了電網(wǎng)電壓快速波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，可能導(dǎo)致其出現(xiàn)閃動(dòng)變化。配電系統(tǒng)是一種較為單一的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)在各類角色間的靈活分配，并據(jù)此實(shí)施電能收集，達(dá)到良好的電能傳輸及分配效果。在此背景下，可能對(duì)電能造成一定的諧波污染，同時(shí)，也可能由于電壓發(fā)生持續(xù)波動(dòng)而引發(fā)嚴(yán)重的閃變問題[1]。

1.2 電網(wǎng)運(yùn)行控制

由于受到分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的影響，可能相應(yīng)限制配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在大規(guī)模光伏并網(wǎng)發(fā)電的支持下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于太陽能的充分利用，然而，因?yàn)槭艿教枏?qiáng)度差異和溫度差異的影響，在一定程度上影響了并網(wǎng)功率，也相應(yīng)增加了功率變化風(fēng)險(xiǎn)，使得并網(wǎng)功率表現(xiàn)出一定的不確定性。通過光伏發(fā)電系統(tǒng)的形式，可能相應(yīng)增加電網(wǎng)負(fù)荷掌握難度，導(dǎo)致有關(guān)人員無法建立對(duì)于電網(wǎng)實(shí)際狀態(tài)的精準(zhǔn)把握，導(dǎo)致系統(tǒng)調(diào)度及整體計(jì)劃的難度較高，且極易發(fā)生不同程度的問題。

此外，在接入相應(yīng)的公共電網(wǎng)后，可能因分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)故障而導(dǎo)致配電網(wǎng)電源點(diǎn)數(shù)量大幅增加。然而，因?yàn)殡娫袋c(diǎn)的分布式十分分散，相應(yīng)影響了電源點(diǎn)的單點(diǎn)規(guī)模，導(dǎo)致后續(xù)電源協(xié)調(diào)控制環(huán)節(jié)難度較高，采取以往的常規(guī)調(diào)度方式往往難以充分適應(yīng)現(xiàn)階段的用電需求。一旦處于用電高峰期，便可能帶來嚴(yán)重的用電安全隱患，導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行控制難度大幅提升。

1.3 孤島效應(yīng)影響

如果電力線路發(fā)生了故障問題，或是由于出現(xiàn)了停電事故而急需維修而斷電，都可能導(dǎo)致不同用戶端附近出現(xiàn)供電孤島，使得分布式光伏電源與周邊的負(fù)載大幅提升，甚至可能嚴(yán)重超出電力公司的控制和承載能力界限，也即產(chǎn)生了孤島效應(yīng)。隨著分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用范圍的不斷拓展，也相應(yīng)提升了孤島效應(yīng)的概率。

一旦出現(xiàn)了孤島效應(yīng)，可能相應(yīng)影響用戶的用電質(zhì)量，為配電網(wǎng)的形成過程帶來如下影響：首先，如果某一區(qū)域內(nèi)存在孤島效應(yīng)，則可能影響該區(qū)域內(nèi)供電電壓和頻率的穩(wěn)定性;其次，因?yàn)楣╇娀謴?fù)的相位存在嚴(yán)重的不同步問題，可能相應(yīng)增加電網(wǎng)沖擊的風(fēng)險(xiǎn);再次，在發(fā)生孤島效應(yīng)后，光伏供電系統(tǒng)可以與以往的配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)充分分離。若所采用的供電模式為單相供電模式，則可能相應(yīng)影響配電網(wǎng)三相負(fù)荷的穩(wěn)定性，導(dǎo)致其分布不對(duì)稱，同時(shí)，也可能相應(yīng)影響其他用戶的整體用電狀態(tài);最后，針對(duì)配電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行切換，將其調(diào)整為孤島方式，如果僅僅依賴于光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行電能供應(yīng)，便可能由于系統(tǒng)儲(chǔ)能構(gòu)件數(shù)量不足或元件容量有限而相應(yīng)增加供電風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致用戶負(fù)荷不穩(wěn)定，甚至可能發(fā)生負(fù)荷閃變等問題[2]。

2 提升分布式光伏并網(wǎng)電能質(zhì)量的對(duì)策

2.1 安裝安全自動(dòng)裝置

對(duì)于不同的光伏電站而言，相應(yīng)的并網(wǎng)方式也存在一定差異，且不同的并網(wǎng)方式均具有其獨(dú)特的特點(diǎn)。深入分析其原因，可以確定電網(wǎng)架構(gòu)是造成光伏電站差異的主要因素。為此，要求企業(yè)充分關(guān)注每個(gè)光伏電站自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在光伏電站上裝設(shè)相應(yīng)的安全自動(dòng)裝置，讓企業(yè)管理人員在實(shí)際安裝過程中嚴(yán)格遵循如下原則：如果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)情況十分焦灼且形勢(shì)較為緊急，則需要有關(guān)工作人員在系統(tǒng)中切除光伏電站，同時(shí)，要求保留系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)，以充分保障后續(xù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使其運(yùn)行安全性得到切實(shí)提升，并以此為前提構(gòu)建第三道防線。

2.2 采取局部式光纖差動(dòng)保護(hù)措施

對(duì)于一般微機(jī)保護(hù)工作而言，其受到分布式光伏電站并網(wǎng)干擾的可能相對(duì)較高，且一旦受到干擾，其干擾水平必然較高，要求企業(yè)在條件允許的情況下充分運(yùn)用局部式光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，并將其作為主要的應(yīng)對(duì)手段。通過這種方式，讓企業(yè)可以無需考慮光伏發(fā)電的影響，也無需關(guān)注陽光照射因素，同時(shí)，也可以有效避免由于助增電流所引起的問題，避免影響電路保護(hù)的靈敏性[3]。

結(jié)語

分布式光伏電源作為一種相對(duì)新穎的發(fā)電技術(shù)，有著一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但是，一旦將其接入配電網(wǎng)中，則可能嚴(yán)重影響傳統(tǒng)配電網(wǎng)的正常運(yùn)行，對(duì)配電網(wǎng)的潮流分布狀態(tài)造成嚴(yán)重限制，但是，卻可以相應(yīng)提升電能質(zhì)量。現(xiàn)階段，分布式光伏電源仍然處于發(fā)展的初級(jí)階段，難以將其充分應(yīng)用于配電網(wǎng)中，要求充分關(guān)注光伏式電源，深入研究其在配電網(wǎng)中的應(yīng)用狀態(tài)，以充分保障分布式光伏電源在配電網(wǎng)中的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]程麗，李鑫，項(xiàng)興堯，戚永青，劉凌宇. 基于潮流計(jì)算的分布式光伏接入對(duì)配電網(wǎng)電壓影響研究[J]. 科技通報(bào)，2021，37（05）：31-36+112.

[2]劉翀. 分布式光伏并網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的影響及對(duì)策[J]. 機(jī)械工程與自動(dòng)化，2021（05）：197-198.

[3]王春，劉海峰，杜宇航. 分布式電源光伏發(fā)電對(duì)低壓電網(wǎng)的影響及對(duì)策[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2019（07）：194.