分布式光伏發(fā)電對配電網(wǎng)電壓影響與解決方案

林清云

摘要：現(xiàn)階段，電力行業(yè)處于高速發(fā)展階段，促進了中國經(jīng)濟發(fā)展，電力系統(tǒng)中的科技含量也越來越高，尤其是光伏發(fā)電技術，充分引入了太陽能，減少了電力運行中的污染。作為一種新型的發(fā)電技術，光伏發(fā)電雖然具備了環(huán)保特性，但是比較容易受到周邊環(huán)境影響?；谔柲艿陌l(fā)電主要包含兩種途徑，即在中高電壓路徑下接入輸電網(wǎng)和以低電壓線路為依托。在這兩種途徑下會出現(xiàn)電壓越限問題，對配電網(wǎng)電壓產(chǎn)生影響。因此，加強分布式光伏發(fā)電對配電網(wǎng)電壓的影響及電壓越限的解決方案研究具有重要意義。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；分布式光伏發(fā)電；配電網(wǎng)；電壓越限；解決對策

1 體系架構

基于太陽能的應用，光伏發(fā)電系統(tǒng)具有將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的功能，在制備過程中，主要的原材料為半導體。除此之外，該系統(tǒng)還包括逆變器、電池板、控制器、蓄電池等。作為一種新型發(fā)電技術，光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢體現(xiàn)在安全、便捷性能上。另外，光伏發(fā)電系統(tǒng)在電流的轉(zhuǎn)換方面也具備一定的優(yōu)勢，比如在并網(wǎng)中，可以將系統(tǒng)中的直流電流轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娏?。在具體的應用中，光伏發(fā)電站主要有兩種類型，即集中型和分布式。若以光伏發(fā)電站實際安裝為標準，在不同的環(huán)境下，可以將光伏發(fā)電站分為三種類型，即屋頂電站、荒漠電站和山丘電站。本文主要研究的是分布式光伏發(fā)電，光伏發(fā)電典型的發(fā)電站格局如圖 1所示。

隨著光伏發(fā)電站投入的增加，光伏電站通過前期發(fā)展得到了應有的回報，在發(fā)電系統(tǒng)的設計階段，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)科學精益化，但是在光伏發(fā)電站的選址上，還需要進一步思考。

圖1 分布式光伏發(fā)電站

2 配電網(wǎng)電壓凸顯的影響

2.1 不同時段的電壓影響

在不同時段的電壓路徑下，多重節(jié)點需通過特定負荷進行搭配。在網(wǎng)絡架構實際運行中，電源功率應設定為0，若引入實際因素，則需將節(jié)點負荷、等值阻抗一并考慮在內(nèi)。注入功率時，若從開始到后期的節(jié)點在光伏電壓構架下進行，會發(fā)生電壓縮減現(xiàn)象，導致線路損

耗增加，并使電力企業(yè)成本增加[2]。因此，應當將電源功率數(shù)值設定為大于0。當光伏電源接入發(fā)電體系時，其電壓縮減現(xiàn)象處于大范圍內(nèi)，導致疊加后的功率被視為有功功率。這種運行方式也會帶來一定的影響，不僅會導致電壓增大，還會對構架中的電壓造成影響，繼而將其設定為負數(shù)。若光伏線路中的電壓差值對外顯示大于0，就會出現(xiàn)電壓縮減現(xiàn)象；若對外顯示小于9，電壓就會不斷升高。

2.2 節(jié)點配網(wǎng)架

在配網(wǎng)接線的過程中，按照傳統(tǒng)接線方式，其表現(xiàn)出的特點為對環(huán)網(wǎng)銜接、輻射接線、樹干式銜接進行整合，在集中形式條件下，主要以開式方式運行。因此，在發(fā)電系統(tǒng)實際運行的同時，必須根據(jù)一定的架構對配網(wǎng)進行設置，繼而構建輻射架構。該框架需要具備如下特點：a）對配網(wǎng)架構體系中的變壓器調(diào)和范圍進行限制，并擬定在5%左右，以此保證在各個時段下對系統(tǒng)內(nèi)的負載數(shù)值進行協(xié)調(diào)；b）節(jié)點配網(wǎng)框架需要具備一定的獨立特性，這些特性需要涵蓋許多線路，比如混合線路、架空線路，對這些網(wǎng)絡進行整合；c）根據(jù)接線態(tài)勢分析配網(wǎng)母線的表現(xiàn)特征。與母線供應的負荷相比，當體系中的容量增加到與母線一致時，會對上層體系造成干擾。在該負荷變化范圍內(nèi)，干擾偏小。因此，必須采取相應的調(diào)壓管控措施，對電壓源頭進行架設。這樣一來，可提高母線布置的節(jié)點位置，保證電壓管控的正常水平。

2.3 歸納總結

在實際的配網(wǎng)框架內(nèi)，分布式光伏發(fā)電會引起電壓升降變化，這種變化會引發(fā)許多問題，比如電源變更、電壓增大、電壓縮減等。在系統(tǒng)的實際運行中，若節(jié)點被銜接，就會降低路徑范圍內(nèi)的損耗。這種降低損耗的方法可以在一定程度上提高電力企業(yè)的實際效益，為電力企業(yè)發(fā)展助力，還可以在線路反饋中對總電壓進行優(yōu)化。對節(jié)點布設進行細化，使光伏電源輸出功率高于負功率，進而使母線的電壓持續(xù)增大。若電源不具有分布式態(tài)勢，隨著負荷的改變，會引起相應的電壓耗費，從而在后續(xù)的計算之中電源負荷會成為正值。因此，系統(tǒng)路徑內(nèi)的電壓只要滿足實際要求，就可以避免電壓越限的情況。綜上所述，在中國科技水平提升的基礎上，利用好光伏發(fā)電技術十分重要。當該技術使用受到環(huán)境因素影響時，無論是溫度變化，還是外界環(huán)境變化，都會對發(fā)電量造成影響。與此同時，分布式光伏發(fā)電會給其配電網(wǎng)的電壓值帶來負面影響。只有提出合理的解決途徑和方案，才能發(fā)揮該技術的獨特優(yōu)勢。

3 解決途徑

3.1 阻止電壓越限

經(jīng)過一段時間的發(fā)展，光伏發(fā)電技術在實際應用中已經(jīng)取得了較好的應用效果，為電力企業(yè)帶來了收益。在實際表現(xiàn)出的功率中，還應當進一步將光伏發(fā)電控制在合理的范圍內(nèi)。在對功率進行計算時，可以將移動平均方法作為主要的計算方法。然而，與初始發(fā)電功率相比，這種計算方法的使用會產(chǎn)生較為明顯的縮減現(xiàn)象。根據(jù)光伏系統(tǒng)架構和曲線，可以得出功

率運算總和，進而在子系統(tǒng)中計算得到不同時段的功率。因此，這種計算方法在實際計算過程中具有多方面的優(yōu)勢。為了進一步對實際的計算結果進行精確，可以采用特別的滑窗方式來得到最佳效果。

3.2 構建儲能發(fā)電體系

總體來說，分布式光伏發(fā)電方式是對匯流箱體、初始光伏陣列、逆變器等部分的整合，在一般情況下，供電的過程主要是使儲能配件運作的過程。另外，光伏發(fā)電中的配套管理部分也較為重要，比如配套網(wǎng)絡能量管控裝置及特定規(guī)格蓄電池、變流器等，這些配套設施構成儲能發(fā)電體系，并在變流器與布設電池之間具有雙向管控裝置銜接特性。在對電壓變化進行管控的過程中，變流器發(fā)揮著主要作用，不僅可以穩(wěn)定電壓變化范圍，還可以針對不同時段的功能使其電壓變?yōu)楹愣妷骸Ｔ谥绷鱾?cè)架構中，其電壓會對諧波產(chǎn)生控制作用，保證交流處于穩(wěn)定狀態(tài)。因此，在并網(wǎng)的實際流程中，此類交流裝置是儲能體系所必須具備的，

尤其對于電源模式，交流裝置可以實現(xiàn)特定功能，比如實現(xiàn)平衡控制，在充放電中實現(xiàn)負載可控。

在光伏功率發(fā)生變化的前提下，通過此類方式，并且采用移動平均方法可以得到曲線。與其他的計算方法相比較，移動平均方法具有較高的計算效率，同時可以提升計算的精準度，減少幅度凸顯情況，防止出現(xiàn)越限電壓偏大的情況，提高光伏發(fā)電技術在供電企業(yè)中的應用效果，促進新型光伏發(fā)電技術的發(fā)展。

參考文獻：

[1]配電網(wǎng)中基于網(wǎng)絡分區(qū)的高比例分布式光伏集群電壓控制[J]. 肖傳亮，趙波，周金輝，李鵬，丁明.電力系統(tǒng)自動化.2017（21）