分布式光伏發電并網對配電網的影響

摘要：目前國內的配電網主要是中低壓類型，不能同時接入大量光伏發電系統，否則會超出中低壓配電網的容納限度，導致配電網的實際電流運行方式產生變化。如果光伏發電系統接入數量大大超過配電網的安全運行限度，會對配電網的正常運行產生影響，甚至造成嚴重的安全事故。基于此，主要從分布式光伏發電并網對配電網安全帶來的影響入手，分析了我國目前所使用的一些解決方法，以供參考。

關鍵詞：分布式光伏發電并網配電網

中圖分類號：TM614

ImpactsoftheGridConnectionofDistributedPhotovoltaicPowerGenerationontheDistributionNetwork

YANGLina

BayanCountyPowerSupplyBranch，StateGridHeilongjiangElectricPowerCo.，Ltd.，Harbin，HeilongjiangProvince，1518000China

Abstract：Currently，thedistributionnetworkinChinaismainlyofthemedium-andlow-voltagetypeandcannotaccessalargenumberofthephotovoltaicpowergenerationsystemsimultaneously，oritwillexceedthecapacitylimitofthemedium-andlow-voltagedistributionnetwork，leadingtochangesintheactualcurrentoperationmodeofthedistributionnetwork.Ifthenumberofaccesstothephotovoltaicpowergenerationsystemsignificantlyexceedsthesafeoperationlimitofthedistributionnetwork，itwillhaveanimpactonthenormaloperationofthedistributionnetworkandevencauseserioussafetyaccidents.Basedonthis，thearticlemainlystartswiththeimpactof thegridconnectionofdistributedphotovoltaicpowergenerationonthesafetyofthedistributionnetwork，andanalyzessomesolutionscurrentlyusedinChina，forreference.

KeyWords：Distributed;Photovoltaicpowergeneration;Gridconnection;Distributionnetwork

1分布式光伏發電系統發展的必要性

分布式太陽能發電是一種集多種能源、能源于一體的混合型電力系統，其總功率不超過60MW。與傳統的集中式電力系統相比，分布式發電系統必須具有與周邊環境密切相關的兼容性。目前，國內外的太陽能發電都是以風力、天然氣、生物質能、太陽能為主要能源，而這幾種類型的能源導致了電力系統的容量和電壓水平的不同。在科技的支撐下，太陽能發電在這一階段已經取得了比較顯著的成績，其中最重要的一個因素就是投資，與早期相比，目前科技發展的速度很快，成本也在不斷的降低。我國在第75屆聯合國大會上就新的國家自主貢獻目標和長遠愿景提出了自己的目標，并表示將加強自身的貢獻，采取切實的政策和措施來減少二氧化碳的排放。要實現“碳峰值、碳中和”，就必須從根本上解決問題，從源頭著手，推動產業結構調整，加強對能源的保護，做好污染防治。我國目前正大力發展新型能源，以適應我國煤炭產能的調整、調整工業結構、促進煤炭消費。業內人士認為，碳中和并不是能源結構的問題，因為碳中和關系到整個行業的各個方面，都會對整個產業鏈的重組和重組產生深遠的影響[1]。

2分布式光伏發電系統

2.1獨立的并網光伏發電系統

獨立的并網光伏發電系統可以由一個逆變器進行發電，將電能輸送到配電系統中，而配電系統中則可以安裝多個逆變器，實現多個逆變器之間的切換。這種方式的優點是能夠有效地將太陽能直接轉換為電能，減少電能損耗，不需要消耗大量的電力資源；缺點則是在配電系統中安裝多個逆變器之后，需要配網工作人員在配電系統中設置多個開關，對用戶來說，會增加配電系統的運行成本。

2.2配電網組成

配電網主要由配電網設備、配電網絡以及線路組成，其中配電網設備又包括電力變壓器、配電變壓器和開關等，配電網絡則包含輸電線路、配電線路和配變電所等，線路主要是由架空線、電纜以及地下電纜組成，其中架空線主要用于輸送電力，而電纜則用于傳輸電力和通信信號。

在配電網設備中，配電變壓器是核心設備，同時也是一個重要的組成部分。在我國現階段的配電網建設中，多使用35kV和110kV電壓等級的變壓器，而35kV等級的變壓器主要應用在110kV電壓等級的輸電線路上[2]。

3分布式光伏發電并網對電網造成的影響

3.1對配電網安全性方面的影響

分布式光伏發電并網會對配網的安全產生一定的影響，因為分布式光伏發電將會改變電流的流向、分布特征，從而使電力系統由輻射型向多源供電模式過渡。在繼電保護中，當并網后，當系統出現短路時，主電源和各分布式光伏電站會將電流注入到短路點，使電網的電流在短時間內迅速增加。所以，當分布式光伏發電與配電網絡連接時，會出現電流反向現象，從而引起繼電器的故障。若不能與輸油配網的保護設備配套，在其他并聯分支線路中出現誤動，則會使漏電區域增大。在并網的過程中，保護范圍會隨著保護范圍的減小而發生保護拒動，保護切除故障的持續時間，保護動作的選擇性喪失。

3.2并網對配電網電壓產生的影響

在原有的電網結構中，將饋線的傳輸概率降低，饋線的不同節點也會受到影響，從而導致電壓發生偏移、升高，嚴重的話會導致系統的運行失效。分布式光伏發電，與環境息息相關。就拿日間來說，只要有足夠的光線和穩定的線路，就可以提高結點的電壓。但若在并網時接入終端，則會使網絡中的節點電壓幅度超過常規的參數。技術人員要進行綜合管理，合理安排接入模式，確保供電系統的穩定運行[3]。

3.3對配電網諧波的影響

通過電網的連接，電流流入逆變器，實現電流、電壓和頻率幅度的控制和輸出。在并網之后，由于器件、器件等非線性器件會產生諧波，從而影響電網的穩定運行。電力系統中的諧波會對電力系統的品質造成很大的影響，而在分布式光伏發電的并網過程中，出現諧波是與并網目標背道而馳的，必須保證電力供應的穩定和高品質，而當諧波并網時，電壓和電流的變化就會產生巨大的變化，如果頻率降低，勢必會造成線路損耗，造成電網容量的浪費。面對這樣的狀況，必須采取一種合理的方法來處理。

4解決手段

4.1對配電網安全性方面影響的解決手段

若注入功率過大，則會對系統造成暫時性的影響，從而使電流在運行中失去選擇性和敏感性，從而使保護和排斥作用發揮不出來。在此基礎上，選用高阻電抗器，它可以降低電網瞬時產生的大量電流，從而達到對電網安全的目的。除了采用串聯式電抗器來解決因并網引起的故障，還可以通過在電網的上游加裝一條并網供電，當出現故障時，終端會將故障信息反饋給終端，然后再進行保護[4]。

4.2并網對配電網電壓產生影響的解決手段

4.2.1在分布的光伏電源接入點、線路末端加裝電抗器進行補償

接入和并網后，分布電源接入點和線路末端都會出現較大的電壓上升。若在有較大電壓提升的地方安裝電抗補償裝置，則可使補償裝置隨電壓的高低變化而調整，以吸收過多的電源調整及控制，以確保電網的穩定。

4.2.2采用電壓控制的方式在電網的逆變器的輸出端

目前，在并網時，主要采用逆變器進行電壓供電的控制。然而，在實踐中，該方法無法用于并聯節點的位置，若采用逆變器的輸出端進行控制，則可根據并網電壓的變化，使各相位的無功輸出保持穩定，從而達到控制電壓的目的。

4.2.3安裝能量存儲設備

這是由于分布的太陽能電池與氣候的變化有關，如在正午的時候，晚上的最高值是最小的。當太陽能充裕時，利用蓄能器充分地吸收電力，在陰天或夜間放電，或當太陽能不足時，利用蓄積的能量來抑制升高的電壓。利用能量存儲設備，既可以保證持續的電力供應，又可以有效地解決電壓升高和電源升高的問題。

4.3對配電網諧波影響的解決手段

經過調研和分析，在并網過程中，光伏逆變器的功率開關管是造成電網諧波的主要原因。為了減少諧波的產生，需要選用適當的IGBT，通過調整電感、電容等相關參數和結構，以保證參數的精確控制，減少諧波。該方法不局限于設備的能力，并且能夠降低諧波的數量。為了減少諧波對電力系統的影響，技術人員可以根據實際情況進行調整，在并網時引入多臺逆變器，減少諧波對電力系統的影響。同時，利用原有的濾波器對電網中的諧波進行有效的控制，與光伏并網協調工作，從而達到對電網進行無功補償的目的[6]。

4.4孤島效應的改善方法

對于這個問題可以通過檢查方法來找到，如圖1所示，以便有針對性地解決這個問題。當前，常用的探測方法是無源探測方法。在電網停電的時候，使用這一手段可以對逆變器的工作參數進行研究，如果檢測到的輸出功率與負荷功率相差很大，那么就意味著有了孤島效應。如果上述兩種功率的值相差不大，那么這個方法的檢測效果就不會很好。并在此基礎上，提出了一種有源探測方法。這種方式需要在巡視過程中對逆變電源進行動態調整，從而對電力系統造成干擾。如果不能檢測到這些干擾參數，那么就意味著不會在電網中發生孤島效應，也不會發生故障，那么，逆變器的異常參數將遠遠超出標準和調節后的數值，可以檢測到這種影響狀態。如果使用了這種方法，則可以獲得更高的準確度，但是很難進行有效的控制。當供電設備監督系統發生故障的時候，可以將光伏電源的異常信號發送給工作人員，讓工作人員能夠迅速地進行調整或中斷并網活動。當前，主、被動聯合探測技術在探測“孤立”現象方面表現出了較好的優勢[5]。

4.5創新儲能技術

儲能分布式光伏系統應加強蓄電池技術推廣，存儲過剩電量，提高電力供應穩定性；一般所選蓄電池型號是LRA。通過控制蓄電池充放電電流、電壓和時間，然后和風力發電系統配網調度實現分布式光伏發電系統安全運行。本系統由蓄電池，電容和飛輪基礎設施組成，電網動態響應速度為毫秒級，能夠應用于電網調峰調頻中，具有動態無功電壓控制能力，動態無功電壓控制對于分布式光伏發電穩定性具有至關重要的作用，分布式光伏發電負載波動將導致風電機組拖網。此外，當前我國儲能技術水平整體較低，節能效果較差，并且蓄熱時存在利用率低，浪費嚴重等問題，所以我們要加強廣發發電技術創新，提升技術水平。應用分布式供電技術以后，發電量與發電量之間關系更加和諧，可以減少無意義功耗，還可以避免單一供電與儲能技術情況下配電網絡供電質量受到影響[6]。

6結語

綜合來看，太陽能、風能、水能資zd+SL6BbGjLeru+2ZfZJYMIJveK1UBRQWYoiEgewwXo=源非常豐富，可以在電力系統中使用，可以節約大量的非再生資源。隨著社會的發展，電力系統的發展和電力系統的發展，太陽能發電是新時期我國能源結構優化、煤炭資源化改造的重要手段，具有十分重要的意義。

參考文獻

[1] 劉景龍，郭韻.分布式光伏發電并網數字化建模與仿真[J].計算機仿真，2022，39（9）：96-100.

[2] 簡璐.光伏發電系統接入配電網對電能質量的影響與對策[J].光源與照明，2021（9）：143-145.

[3] 雷顯國.分布式光伏發電系統就地并網對配電網繼電保護的影響研究[J].粘接，2021，46（5）：159-163.

[4] 朱成林.分布式光伏發電在民用建筑中的應用[J].光源與照明，2021（8）：73-75.

[5] 蔣子維，吳峰.主動配電網低壓分布式光伏連鎖故障分析[J].供用電，2021，38（4）：77-84.

[6] 孫換春，拓行.分布式光伏發電接入對配電網電能質量的影響分析[J].延安大學學報（自然科學版），2018，37（4）：32-34.