分布式光伏接入下的配電自動化系統調整方法

竇立芒

摘 要：近年來，光伏發電應用十分廣泛。其中，越來越多的分布式光伏并網對電網原有運行系統帶來了一定的沖擊，這主要體現在對電壓的影響和饋線自動化方面，威脅電網的運行穩定，所以需要對配電自動化系統進行適當調整。本文對分布式光伏接入下的配電自動化系統調整方法進行分析，并探討相關技術改造方案，以提高分布式光伏與原有控制系統的匹配度和適應度，使其充分發揮優勢作用，減輕對電力系統運行的不利影響。

關鍵詞：分布式光伏；配電自動化系統；系統調整；電網運行

近年來，分布式光伏技術逐漸成熟完善，在電力系統中得到廣泛應用，有助于優化能源結構，提高電網運行質量，促進電力事業的現代化、可持續發展。大量分布式光伏接入電網會對中低壓層面的結構和運行方式造成改變，使配電網從垂直輻射式網絡轉變為水平網絡。隨著分布式光伏接入數量、容量不斷增加，對電網整體運行的影響增大，需及時對原有的控制系統進行調整，以適應新的運行模式，維持電網的穩定、高效運行。

一、分布式光伏接入對配電網的影響

（一）影響電壓穩定

分布式光伏接入會造成配電網潮流方向改變，進而導致穩態電壓分布的變化。若接入電網的分布式光伏容量較小時，能夠對電壓發揮補充、支撐作用，使電壓更穩定，而分布式光伏大規模接入時則會對電壓造成沖擊，導致某些節點發生劇烈的電壓波動，產生過電壓情況。位置越接近饋線下游末端的分布式光伏對相關線路電壓的影響越大，越容易出現劇烈波動和電壓越限的情況。在單電源、輻射式配電網中，無論分布式光伏處于哪個位置，都會出現較大的電壓波動，且隨著饋線長度、光伏容量、光伏功率的增長而越發劇烈，導致相關配電線路出現嚴重的電壓波動，威脅電網運行的穩定性和安全性[1]。

（二）影響饋線自動化

分布式光伏對饋線自動化的影響主要集中在故障定位方面。配電自動化系統利用短路電流信息進行故障判斷，若該區域有且只有一個端點上報短路電流信息，說明該區域存在故障，若同一區域內還有其他端點上報短路電流信息，說明故障發生在其他區域。而分布式光伏的接入會對短路故障時配電網的短路電流信息造成影響，導致無法準確定位故障位置。當電網中某一區域發生短路時，不僅主電源會向短路故障位置注入短路電流，該區域內連接的分布式光伏也會向故障點注入短路電流，主電源側端點以及故障區域與分布式光伏之間的各個端點都會上報短路電流信息，影響故障定位。短路電流的增多會導致故障區域饋線電壓升高，在此情況下，主電源發出的短路電流通常會低于分布式光伏發出的短路電流。當二者的差距較大時，可通過調整短路電流上報閾值的方式有效區分，使得只有主電源側端點上報短路電流信息，從而準確定位故障位置。但如果兩種短路電流的差距較小，就很難設置適宜的上報閾值，無法有效區分兩種短路電流，導致多個端點同時上報短路電流信息，引起故障定位的誤判。

二、分布式光伏接入下的配電自動化系統調整方法

（一）運行監控調整

隨著分布式光伏接入容量增大，對配電網電壓的波動產生較大影響，增大了電網運行監控的范圍和難度，提高了對電壓分布的監控及運行控制的要求。分布式光伏發電滲透率越高，電網運行監控的難度和復雜性越高，需要對運行監控進行適當的調整和改造。若分布式光伏的容量超過線路容量的25%，則要配備分布式光伏發電并網運行分析擴展功能，若分布式光伏容量在線路容量的25%以下，則只需增加對分布式光伏發電并網監測功能[2]。

分布式光伏并網監測功能包括對并網點電壓、電流、開關狀態以及光伏發電量、有功功率、無功功率等進行監測，并利用遠程遙控裝置對分布式光伏的啟停進行控制，實現對發電功率的調節，從而降低分布式光伏功率變化造成的饋線末端電壓波動，維持電網電壓的穩定。分布式光伏發電并網擴展功能包括配電網電壓的無功優化和光伏發電計劃、功率平衡的分析和控制。分布式光伏的接入和推出都會對饋線上各負荷節點的電壓造成影響，造成劇烈波動或過電壓情況，影響用戶的正常用電。分布式光伏并網能夠在一定程度上對電網進行無功補償，解決無功不足的問題，但若規劃不合理，不僅無法發揮無功補償作用，還會加快無功功率消耗。因此，為了穩定配電網電壓，應采取科學的無功控制方案，在適宜的節點安裝容量適宜的無功電源，減輕系統網損。分布式光伏大量接入也會造成電壓的劇烈波動，應通過設置合理的發電計劃，將各階段光伏發電功率控制在合理范圍內，減輕配電網的電壓波動。

（二）饋線自動化調整

為了降低分布式光伏對饋線自動化中故障定位準確性的影響，防止故障誤判，需要消除線路短路時分布式光伏發出的短路電流的干擾。若光伏和主電源發出的短路電流差距較大，分布式光伏容量超過線路容量的25%，可通過提高短路電流信息上報閾值來排除光伏發出的短路電流的干擾。若達不到上述條件，則可利用分布式光伏的脫網特性配合重合閘來實現這一目的。分布式光伏的脫網特性具體是指當饋線故障時，饋線上的分布式光伏都會在2秒鐘內脫離電網[3]。而饋線故障發生后，變電站的斷路器會自動跳閘并迅速重合。基于分布式光伏的脫網特性，可延長重合閘延時時間，在故障發生后2.5～3秒鐘時再進行斷路器重合。若是瞬時故障，電網將恢復正常運行，分布式光伏重新接入電網。若是永久故障，則斷路器重合后將再次跳閘，激活故障錄波裝置，采集分析相關信息數據，進行故障定位。二次跳閘時，分布式光伏已經脫離電網，不會再向故障點提供短路電流，采集到的信息數據更加準確，能夠有效排除分布式光伏對故障定位判斷造成干擾。

在故障分析、處理過程中，應對重合閘前后收集到的兩次過流信號進行疊加分析，需要在配電自動化系統的故障處理軟件中添加對應的功能，以提高故障定位的準確性。需注意的是，目前的配電終端為了便于巡檢工作的開展，通常會將過流信號保留一段時間，部分保留時間長達數分鐘或數小時，雖然確保了過流信號的可靠性，但容易對過流信號的二次上報造成影響。因此，要在確保過流信號準確上送的基礎上，縮短過流信號保留時間到1秒鐘以內或不做保留，以免阻礙二次過流信號的上報。該方法適用于架空線路中，無需對硬件設施做出改變，只需調整軟件功能即可有效恢復正常的饋電自動化功能，消除分布式光伏接入的影響。

三、結語

分布式光伏并網會對原有配電系統造成沖擊，影響范圍主要集中在電壓監控和饋線自動化方面，影響故障定位準確性，增加電網運行監控的難度。應針對這兩種情況對配電自動化系統進行適當調整，包括提高短路電流上報閾值、增加重合閘延時等，維持配電自動化系統的良好控制效果。

參考文獻：

[1]葉舟.分布式光伏接入對配電自動化的影響[J].集成電路應用，2022，39（03）：100-101.

[2]鄭偉彥，杜紅衛，朱義勇，等. 分布式光伏接入對配電自動化的影響及應對措施研究[J]. 中國電業（技術版），2015（9）：77-80.

[3]盧國惠.分布式光伏接入下的配電自動化系統適應性探討[J].科技創新導報，2017，14（28）：4-5