分布式光伏發(fā)電的電網(wǎng)安全風(fēng)險管理

練媛媛

摘要：光伏發(fā)電是現(xiàn)代電網(wǎng)工程項(xiàng)目建設(shè)過程中的主要技術(shù)手段，對其安全風(fēng)險加強(qiáng)管理，具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。本文先對光伏發(fā)電、配電網(wǎng)安全運(yùn)行以及生產(chǎn)安檢等進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上就如何加強(qiáng)光伏發(fā)電電氣安全管理，談一下個人的觀點(diǎn)和認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電、電網(wǎng)；分布式；安全管理；研究

1.現(xiàn)狀分析

1.1背景

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)對電力能源的需求量不斷增加，光伏發(fā)電作為現(xiàn)代電網(wǎng)工程建設(shè)過程中的先進(jìn)技術(shù)，其作用不可小覷。在當(dāng)前的形勢下，如何在分布式光伏電站接入配電網(wǎng)后實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的同時解決好電網(wǎng)安全運(yùn)行問題，是本文研究的重點(diǎn)。通過研究分布式光伏電站接入配電網(wǎng)對電網(wǎng)安全風(fēng)險管理產(chǎn)生的影響，正確認(rèn)識電網(wǎng)安全運(yùn)行面臨的形勢和風(fēng)險，從而采取有效的措施，建立安全風(fēng)險管理體系，確保安全生產(chǎn)。

1.2安全管理的現(xiàn)狀

1.2.1外部環(huán)境分析

就配電網(wǎng)而言，其主要是以配電系統(tǒng)以及用戶端未接入電源為前提條件，設(shè)計(jì)并運(yùn)行管理的。配電系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果接入大量的電源（分布式），則必然會對網(wǎng)絡(luò)潮流方向、大小等產(chǎn)生影響，而且還會影響電氣元件以及用戶端電壓。對于分布式電站設(shè)備而言，其具有安全可靠、容量適中以及可調(diào)度和位置布設(shè)恰當(dāng)?shù)忍攸c(diǎn)，更重要的是其可嚴(yán)格按照規(guī)范和要求運(yùn)行操作。然而，實(shí)踐中分布式發(fā)電站多由居民投建，無法有效確保滿足實(shí)際需求，甚至帶來一些不利影響。比如，輕則可能會造成電壓出現(xiàn)閃動現(xiàn)象，重則可能會導(dǎo)致主要設(shè)備和裝置出現(xiàn)故障問題，甚至與電網(wǎng)相互脫離，危及人身及其財(cái)產(chǎn)安全。

1.2.2內(nèi)部環(huán)境分析

截止7月底公司共受理分布式電站并網(wǎng)申請477戶，合計(jì)容量23068千瓦，其中完成并網(wǎng)發(fā)電317戶，合計(jì)容量22588千瓦，預(yù)計(jì)年發(fā)電量？800萬千瓦時，上網(wǎng)電量500萬千瓦時，對配電網(wǎng)造成的影響還不是很明顯。但隨著分布式電站的不斷推廣，該類型的并網(wǎng)發(fā)電量將不斷上升，必將對儀征地區(qū)的配電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來影響。

2.存在的主要問題

在電網(wǎng)中接入分布式電源以后，就會增加電源點(diǎn)，而這主要是由用戶的客觀需求提出的，企業(yè)以及普通家庭用戶比較分散。然而，分布式光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用以后，將從根本上改變傳統(tǒng)的電力電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行模式，并且促使配電網(wǎng)從垂直輻射式轉(zhuǎn)變成現(xiàn)在的多電源水平式，這有利于提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率。近年來，分布式光伏發(fā)電在配網(wǎng)中的應(yīng)用數(shù)量以及容量大幅度增加，必然會對配電網(wǎng)運(yùn)行、安全檢查工作帶來壓力。

3.原因分析

3.1對電壓的影響

光伏發(fā)電的接入點(diǎn)與容量，隨著饋線電壓分布變化而變化。當(dāng)分布式電源應(yīng)用在配電網(wǎng)上以后，會導(dǎo)致饋線電壓傳輸功率明顯減小，而且饋線上的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓也會被抬高，甚至偏離正常數(shù)值。從這一層面來講，如何制定科學(xué)合理的接入點(diǎn)，成為分布式發(fā)電站接入電網(wǎng)過程中所需考慮的設(shè)計(jì)因素。

3.2對電能質(zhì)量的影響

對于光伏發(fā)電系統(tǒng)而言，基于逆變器的應(yīng)用將太陽能電池產(chǎn)生的直流，有效的轉(zhuǎn)換為交流，然后供負(fù)荷利用；其中，包含了很多的電力設(shè)備以及電子元件，這在很大程度上會影響整個電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量。除了諧波，還包括電壓偏差，電壓波動、電壓不平衡和直流分量等方面，對工業(yè)生產(chǎn)和辦公有著巨大的影響。

3.3產(chǎn)生孤島效應(yīng)

光伏發(fā)電系統(tǒng)中，孤島效應(yīng)是并入公共電網(wǎng)中的相關(guān)發(fā)電設(shè)備，在斷電時依然能夠向配電網(wǎng)輸送電能。因此，實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，否則將可能會嚴(yán)重威脅工作人員的安全。然而，對于380V電壓等級而言，其中沒有配備對應(yīng)的防孤島安全裝置，只是采用了逆變器而己。雖然所有的逆變器都要求具備過流保護(hù)與短路保護(hù)、孤島檢測，在異常時自動脫離系統(tǒng)功能。另外目前實(shí)際操作中為了降低安裝成本，并網(wǎng)斷路器基本上以斷路器的形式為主，而不是安裝易于操作、可閉鎖、具有明顯斷開點(diǎn)的開斷設(shè)備，配帶接地功能的開關(guān)。當(dāng)逆變器進(jìn)行反孤島保護(hù)時，如何采用有效的監(jiān)管方式和方法來確保工作人員的人身安全，成為一個亟需解決的問題。

3.4對繼電保護(hù)的影響

配電線路的保護(hù)配置一般采用三段式電流保護(hù)，當(dāng)分布式光伏電源接入配電網(wǎng)后，故障的判斷和處理的難度增加，影響配電網(wǎng)供電可靠性。當(dāng)配電線路發(fā)生故障問題，且光伏電源沒有解列，則此時故障電流由光伏電站供給，這可能會導(dǎo)致故障點(diǎn)電弧不斷燃燒，難以消除瞬時故障。

4.采取的對策

4.1運(yùn)行風(fēng)險安全管控

根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)行的相關(guān)法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范以及關(guān)于分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)管理的相關(guān)意見和國家電網(wǎng)辦通知，同時根據(jù)《分布式光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)規(guī)定》、《分布式發(fā)電接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定（Q/GDW 480-2010）》、《國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定（Q/GDW 617-2011）》。對照上述技術(shù)規(guī)范，對380V分布式光伏電源接入配電網(wǎng)的要求進(jìn)行了梳理。

4.1.1技術(shù)規(guī)范管控

（1）電能質(zhì)量控制

接入點(diǎn)的電能質(zhì)量應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，滿足公司各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)要求。

（2）220V線路保護(hù)

對于并網(wǎng)點(diǎn)斷路器而言，一定要有短路瞬時以及長延時保護(hù)作用，而且還應(yīng)當(dāng)具有分勵脫扣以及欠壓脫扣等具體功能。實(shí)踐中，配電網(wǎng)線路出現(xiàn)短路故障問題時，220V線路保護(hù)就會快速動作，并且瞬時跳開，從而確保在全線故障問題發(fā)生時及時切斷故障。

（3）防孤島檢測及安全自動裝置

要求應(yīng)采用具備防孤島能力的單相逆變器，且還應(yīng)具有低電壓閉鎖、檢有壓自動并網(wǎng)共功能。

4.1.2審查驗(yàn)收管控

（1）嚴(yán)格項(xiàng)目審查

在項(xiàng)目審查環(huán)節(jié)，要綜合考慮并網(wǎng)效能，嚴(yán)格并網(wǎng)點(diǎn)總裝機(jī)容量、接入的電壓等級，制定接入系統(tǒng)方案，保證電源并入配網(wǎng)后能有效輸送電力，確保高、低壓配網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）嚴(yán)格驗(yàn)收調(diào)試

營銷、配電、用檢相關(guān)專業(yè)人員共同完成并網(wǎng)驗(yàn)收調(diào)試及送電工作。在驗(yàn)收中必須關(guān)注設(shè)備是否正規(guī)廠家出品，安裝是否符合規(guī)范要求，從而杜絕劣質(zhì)的、帶安全隱患的設(shè)備并入配網(wǎng)。設(shè)備調(diào)試完成后必須進(jìn)行反孤島試驗(yàn)，確保電網(wǎng)側(cè)失電后用戶并網(wǎng)開關(guān)可以可靠動作，確保分布式電源可靠脫網(wǎng)。

4.1.3配網(wǎng)設(shè)備風(fēng)險管控

第一，配備負(fù)控設(shè)施。在線路檢修過程中，如果分布式光伏電源所具備的防孤島保護(hù)設(shè)施失效，則可實(shí)現(xiàn)對分布式光伏并網(wǎng)點(diǎn)開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程管控。第二，合理安裝進(jìn)線開關(guān)（PT）。當(dāng)配網(wǎng)在失壓狀態(tài)時，分布式光伏并網(wǎng)配置失壓跳閘、檢有壓合閘功能有效。

4.2生產(chǎn)安全風(fēng)險管控

隨著分布式電源的日益普及，賦予了配網(wǎng)日常運(yùn)維工作諸多全新的內(nèi)容，配網(wǎng)安全管理也必須與時俱進(jìn)，才能與之相適應(yīng)。

4.2.1加強(qiáng)安全教育及專業(yè)培訓(xùn)

在新能源及智能配電網(wǎng)狀態(tài)下，加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)，促進(jìn)員工安全理念的更新，認(rèn)真學(xué)習(xí)新的業(yè)務(wù)、掌握新的技能，提升全員技能水平和安全意識，變“要我安全”為“我要安全”。

對于分布式電源而言，將其并用在中、低壓配電網(wǎng)以后，從根本上改變了傳統(tǒng)配網(wǎng)系統(tǒng)的單向潮流模式，各個電源點(diǎn)就像一顆顆地雷，隨時可能威脅到配網(wǎng)設(shè)備和運(yùn)維人員的安全，這就要求每一位專業(yè)人員對電源分布和接入情況了如指掌。因此，加強(qiáng)對配網(wǎng)運(yùn)維人員的專業(yè)培訓(xùn)教育是一切工作的重中之重。而員工必須通過學(xué)習(xí)和實(shí)踐，熟悉相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，遵循各項(xiàng)安全規(guī)章制度，不斷提高業(yè)務(wù)素質(zhì)和技能，強(qiáng)化應(yīng)急處置能力，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)技能、安全技能專業(yè)化，進(jìn)而成為一名優(yōu)秀的供電人。

4.2.2加強(qiáng)配網(wǎng)資料維護(hù)管理

分布式電源的發(fā)展進(jìn)程，對配網(wǎng)基礎(chǔ)資料的準(zhǔn)確性提出了更高的要求，要做好配網(wǎng)安全管理，必須抓好基礎(chǔ)資料的管理工作。針對每一處分布式電源接入點(diǎn)，要求在配網(wǎng)資料中有準(zhǔn)確的體現(xiàn)，使配網(wǎng)資料與實(shí)際情況相符，與配網(wǎng)發(fā)展保持一致。

4.2.3制訂相關(guān)配電網(wǎng)檢修管理規(guī)定

分布式光伏電源并網(wǎng)孤島運(yùn)行，在很大程度上回對檢修安全產(chǎn)生較大的影響，實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行安全檢修與管理，并在此基礎(chǔ)上制定和執(zhí)行管理制度，及時修訂檢修規(guī)程，并且加大對光伏發(fā)電、接配電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行安全監(jiān)管。同時，還要建立相關(guān)的制度，細(xì)化工作流程，并且嚴(yán)格按照《安規(guī)》加強(qiáng)安全管理，以免在配電網(wǎng)以及線路檢修時分電網(wǎng)送電對人的身體健康和安全產(chǎn)生危害。

5.結(jié)論與展望

分布式光伏發(fā)電的廣泛應(yīng)用將對傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)產(chǎn)生極大的影響，對現(xiàn)有配電網(wǎng)安全運(yùn)行可能產(chǎn)生的風(fēng)險不可忽視的，本文分析各種原因?qū)ε渚W(wǎng)可能造成的影響，提出了安全風(fēng)險管控對策。

本文對分布式光伏發(fā)電的安全運(yùn)行進(jìn)行了評估，同時根據(jù)這一評估結(jié)果提出了對策措施，我們將繼續(xù)進(jìn)一步深入的研究和探討，在實(shí)踐中不斷進(jìn)度，對分布式光伏發(fā)電的安全管理有更多更好的措施。