分布式光伏并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的影響及對(duì)策探討

郭宇航

摘 要：該文對(duì)分布式光伏的發(fā)展、并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的具體影響進(jìn)行了闡述，在此基礎(chǔ)上提出了抑制不良影響的對(duì)策和措施，以期為提升分布式光伏并網(wǎng)在我國配電系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用水平提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：分布式光伏并網(wǎng) 配電網(wǎng) 分布式電源

中圖分類號(hào)：TM74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）01（c）-0027-02

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開能源的支持，而石化能源是目前能源應(yīng)用的主流，粗放的開采和使用對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，人類的生活環(huán)境日益遭到破壞，同時(shí)也制約了經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。因此，人們急需新型的無污染能源實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，太陽能作為一種無污染，并且可再生的資源，是當(dāng)前能源短缺背景下化石燃料最佳的替代品。光伏發(fā)電是目前光能的主要利用形式，隨著光伏發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，光伏技術(shù)逐漸在世界上取得了廣泛的應(yīng)用，規(guī)模越來越大，對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了不容忽視的作用。

1 分布式電源的發(fā)展概述

1.1 發(fā)展概述

從現(xiàn)階段全世界范圍內(nèi)分布式電源的發(fā)展情況來看，光伏發(fā)電有著廣闊的發(fā)展空間。這是因?yàn)槭澜绶秶鷥?nèi)出現(xiàn)了嚴(yán)重的能源危機(jī)以及電力危機(jī)，故而集中發(fā)電已經(jīng)造成電力系統(tǒng)嚴(yán)重不足的現(xiàn)象，其無法滿足電力供應(yīng)要求以及電力供應(yīng)質(zhì)量，所以，分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)。所謂的分布式電源，實(shí)則就是在用戶的附近，進(jìn)行發(fā)電，從而使得電能可以就地利用。并且，以10 kV及其以下的電壓接入到電網(wǎng)當(dāng)中，其中主要表現(xiàn)為對(duì)能源的綜合利用。大電網(wǎng)系統(tǒng)以及分布式電源系統(tǒng)的相互結(jié)合，構(gòu)成了現(xiàn)階段我國電力應(yīng)用的現(xiàn)狀，也是未來我國電力系統(tǒng)發(fā)展以及智能電網(wǎng)建立和完善的主要發(fā)展方向。

1.2 現(xiàn)狀概述

分布式光伏發(fā)電在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀，是非常值得分析和探討的。光伏發(fā)電主要是將太陽能作為主要的能源，并且這樣的發(fā)電方式可以有效利用能源，且不受地理位置的限制。既不會(huì)造成土地資源的浪費(fèi)，安裝起來也相對(duì)靈活，符合可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)要求。尤其在近些年來，能源危機(jī)問題越來越嚴(yán)重，且環(huán)境保護(hù)的要求也越來越高。這就直接促進(jìn)了我國分布式光伏發(fā)電的不斷發(fā)展，使得其逐步成為影響世界電力格局變化的主要方向。

2 分布式光伏并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的具體影響

2.1 對(duì)電能質(zhì)量產(chǎn)生影響

分布式光伏并網(wǎng)在不斷發(fā)展過程當(dāng)中，對(duì)配電網(wǎng)本身產(chǎn)生了較為明顯的影響。首先，分布式光伏并網(wǎng)的快速發(fā)展使得配電網(wǎng)當(dāng)中的電能質(zhì)量出現(xiàn)了變化。由于分布式光伏并網(wǎng)采用的是高頻調(diào)制，很容易產(chǎn)生諧波。因此，因其所輸出的功率會(huì)具有一定的不穩(wěn)定性，容易造成電網(wǎng)電壓的快速波動(dòng)及其閃動(dòng)變化。配電系統(tǒng)最初是由相對(duì)單一并且能夠進(jìn)行分配的角色，逐步轉(zhuǎn)變成為對(duì)電能進(jìn)行收集，以及傳輸和分配的一系列交換系統(tǒng)。因此，針對(duì)于此，就會(huì)直接造成電能受到諧波污染，或者是因?yàn)殡妷翰粩嗖▌?dòng)而出現(xiàn)嚴(yán)重的閃變現(xiàn)象。

2.2 對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行控制產(chǎn)生影響

分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)還會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。這是因?yàn)榇笠?guī)模的光伏并網(wǎng)發(fā)電，可以有效對(duì)太陽能進(jìn)行利用。但是往往光伏發(fā)電也會(huì)因?yàn)樘枏?qiáng)度的不同、環(huán)境差異以及溫度變化等眾多原因，造成并網(wǎng)之后功率出現(xiàn)嚴(yán)重的變動(dòng)，存在一定的不確定性。許多用戶在使用光伏發(fā)電系統(tǒng)之后，會(huì)使得相關(guān)的電力人員更加難以對(duì)電網(wǎng)的實(shí)際負(fù)荷情況進(jìn)行掌控，進(jìn)而在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)度以及整體計(jì)劃的時(shí)候，易出現(xiàn)問題。

除此之外，分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在接入公共電網(wǎng)之后，往往也會(huì)造成配電網(wǎng)當(dāng)中的電源點(diǎn)數(shù)量有所增加。而電源點(diǎn)因?yàn)檫^于分散，所以單點(diǎn)規(guī)模相對(duì)較小，這也為后續(xù)電源協(xié)調(diào)控制帶來了很大的困難。傳統(tǒng)的常規(guī)調(diào)動(dòng)并不能夠滿足當(dāng)前的用電要求，尤其在用電高峰階段，會(huì)直接對(duì)電壓的穩(wěn)定性、安全性帶來很大隱患，確實(shí)增大了電網(wǎng)運(yùn)行的控制難度。

2.3 孤島效應(yīng)影響

若電力線路出現(xiàn)故障，或是因?yàn)樾枰ｋ娺M(jìn)行維修而導(dǎo)致斷電時(shí)，各個(gè)用戶端分布式光伏電源便可能同附近負(fù)載形成電力公司無法控制的供電孤島，即孤島效應(yīng)。伴隨著分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用范圍的持續(xù)擴(kuò)大，形成孤島效應(yīng)的幾率也隨之增加。孤島效應(yīng)的形成往往對(duì)用戶正常用電以及配電網(wǎng)形成如下負(fù)面影響：第一，存在孤島效應(yīng)的區(qū)域，無論是供電電壓還是供電頻率，均不穩(wěn)定。第二，供電恢復(fù)過程中，由于相位之間不同步，有可能導(dǎo)致電網(wǎng)受到?jīng)_擊。第三，光伏供電系統(tǒng)出現(xiàn)孤島現(xiàn)象之后，則用原有配電網(wǎng)之間相互分離。如果原供電模式為單相供電模式，便有可能使配電網(wǎng)發(fā)生三相負(fù)荷不對(duì)稱的問題，進(jìn)而降低其余用戶的用電整體質(zhì)量。第四，當(dāng)配電網(wǎng)切換至孤島方式，僅僅依靠光伏發(fā)電系統(tǒng)供應(yīng)電能，若該供電系統(tǒng)當(dāng)中部分并未安設(shè)儲(chǔ)能構(gòu)件或是儲(chǔ)能元件容量不足，均有可能令用戶的負(fù)荷出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定或是閃變的問題。

3 分布式光伏并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)產(chǎn)生影響的具體對(duì)策

3.1 安裝安全自動(dòng)裝置

通常情況下，各個(gè)光伏電站的并網(wǎng)方式之間并不相同，彼此各有特點(diǎn)。究其原因，在于光伏電站受到電網(wǎng)架構(gòu)的影響。因此，建議企業(yè)按照各個(gè)光伏電站本身的特點(diǎn)，為電站裝設(shè)對(duì)應(yīng)的安全自動(dòng)裝置。安裝過程中，企業(yè)工作人員應(yīng)遵照如下基本原則：若情況較為緊急，建議工作人員自系統(tǒng)內(nèi)切除光伏電站，僅僅保留系統(tǒng)本身，以確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及安全性，從而建立完善第三道防線。

3.2 選擇局部式光纖差動(dòng)保護(hù)

基于一般微機(jī)保護(hù)容易受到分布式光伏電站并網(wǎng)的干擾，且受到的干擾較為嚴(yán)重，建議企業(yè)在條件允許的前提下，應(yīng)用局部式光纖差動(dòng)保護(hù)作為應(yīng)對(duì)措施。如此一來，企業(yè)無需將光伏發(fā)電因陽光照射而受到限制納入考慮范圍當(dāng)中，同時(shí)也避免出現(xiàn)因助增電流而致使保護(hù)靈敏度降低等問題。

4 結(jié)語

作為一種近年來逐漸廣泛應(yīng)用起來的新型發(fā)電技術(shù)，分布式光伏電源接入到配電網(wǎng)會(huì)對(duì)傳統(tǒng)配電網(wǎng)產(chǎn)生巨大的影響，不僅影響到配電網(wǎng)的潮流分布，同時(shí)也會(huì)使其電能質(zhì)量獲得極大的提升。目前分布式光伏電源仍然處于發(fā)展階段，其在接入配電網(wǎng)后仍然存在較多的問題有待解決，因此必須明確光伏式電源對(duì)于接入配電網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的影響。該文主要對(duì)光伏式電源接入配電網(wǎng)的相關(guān)問題進(jìn)行研究，對(duì)于解決分布式光伏電源接入配電網(wǎng)的問題具有一定的借鑒意義。

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