分布式光伏對配電網(wǎng)的影響及應(yīng)對措施

翟繼輝 翟萌

摘要：隨著分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，由光伏發(fā)電功率與負(fù)荷之間不平衡引發(fā)的逆向潮流導(dǎo)致的電壓越限問題日益受到關(guān)注。目前，在我國的新能源領(lǐng)域上，分布式光伏的并網(wǎng)發(fā)電已經(jīng)成為現(xiàn)代化電力發(fā)展中必不可少的一項技術(shù)。分布式光伏在一定程度上推動了我國電力行業(yè)的快速發(fā)展，但也對我國的電網(wǎng)提出了更高的要求。基于此，文章對分布式光伏對配電網(wǎng)的影響及應(yīng)對措施進行了分析，僅供參考。

關(guān)鍵詞：分布式光伏;配對電網(wǎng);改進

隨著全球能源格局的調(diào)整，我國逐步開啟了能源轉(zhuǎn)型的道路，以太陽能、風(fēng)能為代表的可再生能源成為人類可持續(xù)發(fā)展的重要選擇。由于政策、電價、消納等多方面因素，光伏發(fā)電正逐漸由大型集中式并網(wǎng)朝著大規(guī)模分布式并網(wǎng)方向發(fā)展，分布式光伏接入配電網(wǎng)可以避免傳統(tǒng)遠(yuǎn)距離輸電的建設(shè)投資與功率損耗，能夠?qū)崿F(xiàn)能源的就地消納。但在大量分布式光伏并網(wǎng)后，整個配電系統(tǒng)將由傳統(tǒng)的單向輻射狀網(wǎng)絡(luò)變成多電源網(wǎng)絡(luò)，從而引起系統(tǒng)潮流及電壓分布的變化。同時，由于典型居民負(fù)荷與光伏出力的高峰時段往往不匹配，造成配電網(wǎng)在強光照時段容易出現(xiàn)功率倒送引發(fā)電壓越上限風(fēng)險，而負(fù)荷高峰時段又容易面臨電壓越下限風(fēng)險，還會增加線路網(wǎng)損，影響到光伏及配電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行。因此，配電網(wǎng)電壓控制問題是分布式光伏并網(wǎng)亟需解決的問題。

一、分布式光伏的發(fā)展趨勢

太陽能的照射范圍較廣，且使用起來環(huán)保無污染。光伏發(fā)電作為太陽能的有效利用方式之一，在地理位置上也有著不受限制的優(yōu)勢特點。同時，光伏電能作為與建筑密不可分的連接點，無需額外占用土地資源且安裝靈活，能最大限度接近本地用電負(fù)荷，并網(wǎng)發(fā)電時，既不污染環(huán)境，又無噪聲。初期的光伏、光電轉(zhuǎn)換效率低，制作成本高。因此工作人員將光電轉(zhuǎn)換效率的提高作為首要發(fā)展問題進行相應(yīng)的研究，同時還一并研究降低行業(yè)成本、提高資源再用率的方法。光伏發(fā)電是通過自然能源，使得發(fā)電的成本降低，尤其是工業(yè)發(fā)展進程中，受到多方引用。相關(guān)國家政府部門也針對光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)制定了一系列的使用政策，增加使用范圍和數(shù)量，為應(yīng)對世界能源危機起到了一定作用。由于光伏發(fā)電綠色低碳的性能不斷得到發(fā)展，因此其成為全球增長速度最快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。社會在發(fā)展，時代在更換，光伏發(fā)電技術(shù)需保持持續(xù)發(fā)展的穩(wěn)定效果，為人們帶來更多的能源便利。

二、分布式光伏對配電網(wǎng)可靠性影響程度分析

分布式光伏的接入方式可以分為集中接入和分散接入。其中，集中接入方式根據(jù)接入位置不同又可以分為集中接入變電站母線和集中接入饋線，分散接入一般指分散接入饋線。當(dāng)分布式光伏采用集中接入變電站母線的接入方式時，其作用等同于給配電網(wǎng)主電源增加一部分容量，對配電網(wǎng)的可靠性幾乎無影響，因此主要分析分布式光伏集中接入饋線和分散接入饋線對配電網(wǎng)供電可靠性的影響。采用分布式光伏作為主電源備用的運行方式時，分布式光伏等效于一個以隨機概率提供可轉(zhuǎn)供路徑的后備電源。當(dāng)其能夠提供有效出力并在電網(wǎng)故障后以孤島方式運行時，可將分布式光伏孤島內(nèi)的部分負(fù)荷點的故障停電時間從無分布式光伏接入時所需的元件故障修復(fù)時間縮短為故障上游恢復(fù)供電時間或轉(zhuǎn)供時間，這將提升系統(tǒng)的供電可靠性。受影響的負(fù)荷點的數(shù)量取決于故障發(fā)生的位置以及分布式光伏可供電的孤島范圍，因此，分布式光伏的接入容量、位置和方式將會影響其對系統(tǒng)供電可靠性的改善程度。因此分布式光伏的接入方式、位置和容量均會影響配電網(wǎng)的供電可靠性，為了實現(xiàn)對此影響的快速定量分析，文中先基于解析法原理定量分析了分布式光伏對單個負(fù)荷點年停電時間的影響，并在此基礎(chǔ)上提出了衡量分布式光伏對配電網(wǎng)可靠性影響程度的量化評估指標(biāo)，即貢獻因子

三、分布式光伏產(chǎn)生影響的解決措施

1.加強配電網(wǎng)建設(shè)在應(yīng)用

分布式光伏的過程中，需要注重電網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)。雖然電網(wǎng)原有的建設(shè)基礎(chǔ)比較完善，但是光伏發(fā)電屬于新的發(fā)電形式，需要結(jié)合分布式光伏發(fā)電的實際情況進行相應(yīng)的基礎(chǔ)建設(shè)。在一定基礎(chǔ)上，加強配電網(wǎng)的建設(shè)，增加配電網(wǎng)系統(tǒng)的功能，以有效減弱分布式光伏帶來的影響。要明確分布式光伏接入位置和方式，在城區(qū)配電網(wǎng)施工中考慮環(huán)保電網(wǎng)模式，確保接入光伏的穩(wěn)定性。盡量在電網(wǎng)出現(xiàn)短路時，使分布式光伏持續(xù)為周圍環(huán)境發(fā)電，起到應(yīng)急作用，不至于以局部故障影響整體

2.運用電網(wǎng)容量和預(yù)測技術(shù)

輔助配電網(wǎng)發(fā)展在實際應(yīng)用過程中，需要利用電網(wǎng)容量技術(shù)輔助配電網(wǎng)的發(fā)展。需注意，一般的配電網(wǎng)容量相對較低，若能利用增加容量的輔助技術(shù)，則能確保在配電網(wǎng)發(fā)生故障時，還能持續(xù)供電，基于預(yù)測技術(shù)，可以預(yù)測故障，并進行針對性的調(diào)整以及定期的檢修，掌握配電網(wǎng)的實時情況，對故障實現(xiàn)最有效的控制，使分布式光伏得到充分利用，提高分布式光伏的使用效率，促進其發(fā)展。需形成科學(xué)合理的實行策略，保證分布式光伏擁有良好發(fā)電環(huán)境，保證電力行業(yè)供電效應(yīng)最佳。

3.繼電保護

在新形勢的背景下，我國在對各地區(qū)電網(wǎng)運行情況進行研究，并對光伏發(fā)電站接入電網(wǎng)時對其制定了一些法律法規(guī)。在進行分布式發(fā)電站并網(wǎng)工程建筑的時候，由于地區(qū)的不同，在建設(shè)的時候應(yīng)對實際問題進行分析，并結(jié)合相應(yīng)的法律法規(guī)，對其進行繼電保護，對光伏電子發(fā)電線路側(cè)面的配置安裝繼電保護裝置，從而對線路進行科學(xué)的保護，并根據(jù)線路的實際情況，合理安裝超壓或欠壓等保護裝置，使得其可以及時接收跳閘的命令，但是在對分布式光伏發(fā)電站進行線路保護的時候其所用到的保護配置應(yīng)與發(fā)電站的建設(shè)要求相吻合，這樣使其能夠更好地發(fā)揮作用。對于此分布式光伏發(fā)電站并網(wǎng)建設(shè)而言，應(yīng)對110kV變電站的主變壓間隙保護進行合理的調(diào)整，并增設(shè)并網(wǎng)斷路器，使得光伏發(fā)電站與變電站之間的保護裝置能夠相互作用。而在對該地區(qū)進行發(fā)電站建設(shè)的時候，應(yīng)該根據(jù)難易點對其進行孤島保護，進行合理的設(shè)計，使得能對電網(wǎng)側(cè)線路進行有效的保護。在進行并網(wǎng)之后，微電網(wǎng)將處在孤島的運行狀態(tài)，這時公共連接位置的功率將會被切斷，若是在切斷之前存在功率流向微電網(wǎng)的現(xiàn)象，則微電網(wǎng)的功率會呈現(xiàn)出缺額的狀態(tài)，反之則盈余。在并網(wǎng)的狀態(tài)下，若是緊急控制沒有技術(shù)啟動，則微電網(wǎng)的內(nèi)部頻率會出現(xiàn)大幅度下降的情況，有功功率缺額的動態(tài)變化和頻率的變化剛好相反，這樣就極有可能導(dǎo)致電網(wǎng)出于癱瘓的狀態(tài)。而對于這種情況的出現(xiàn)，在對分布式光伏發(fā)電站進行并網(wǎng)建設(shè)的時候，該地區(qū)應(yīng)該對其進行繼電保護，使得在微電網(wǎng)拖網(wǎng)工作后也能對其進行合理化處理，使得微電網(wǎng)一種處在穩(wěn)定運行的狀態(tài)。在對分布式光伏發(fā)電站進行繼電保護的時候，應(yīng)該結(jié)合該地區(qū)的特點，構(gòu)建合理化的監(jiān)管體系，使得能對光伏發(fā)電站的情況進行實時監(jiān)督，這樣若是發(fā)現(xiàn)存在隱患問題，能夠及時進行解決，使得光伏發(fā)電站一直處在穩(wěn)定、安全的運行中，這樣能夠有效提高供電質(zhì)量，從而滿足各行業(yè)的用電需求。

結(jié)束語

分布式光伏電源接入中低壓配電網(wǎng)面臨著光伏電源消納和配電網(wǎng)安全運行的問題。因此，為確保我國電力行業(yè)的穩(wěn)步運行及發(fā)展，應(yīng)該在日常工作中，積極開展分布式光伏應(yīng)用于配電網(wǎng)的相關(guān)工作，將兩者進行有效融合，解決分布式光伏原有的問題。需加強配電網(wǎng)建設(shè)，運用電網(wǎng)容量技術(shù)輔助配電網(wǎng)發(fā)展，同時有必要加強標(biāo)準(zhǔn)制定以及政策監(jiān)督。

參考文獻

[1]劉玉民，王 鵬，付永剛.分布式電源接入對配電網(wǎng)的影響及應(yīng)對措施[J].農(nóng)村電工，2018，26（3）：34-35.

[2]袁志堅.分布式光伏并網(wǎng)對配電網(wǎng)的影響及解決措施探討[J].科技展望，2016，26（20）：94，96.

[3]韓勝峰，梁曉尊.分布式光伏電源接入對配電網(wǎng)的影響及應(yīng)對策略研究[J].電子世界，2015，（20）：187-188.

[4]? ?陳建峰.分布式光伏對配電網(wǎng)的影響及應(yīng)對措施[J].企業(yè)導(dǎo)報，2015，（2）：46.