光伏發(fā)電接入對配電網(wǎng)低壓臺區(qū)線損的影響

劉雪峰 彭為杰 鮮文淵 程維揚

摘要：近年來，能源緊缺問題，環(huán)境污染問題，能源結(jié)構(gòu)不合理問題層出不窮，而太陽能光伏發(fā)電可以有效減少對能源資源的損耗，并取得了政府支持與重視。光伏發(fā)電是可再生能源的重要組成部分，由于其具有方便取能與清潔等優(yōu)點，越來越多的分布式 光伏發(fā)電接入了電力系統(tǒng)?；诖?，本文對光伏發(fā)電的原理及并網(wǎng)典型方式以及光伏發(fā)電接入對配電網(wǎng)低壓臺區(qū)線損的影響進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電;配電網(wǎng);低壓臺區(qū);線損

1光伏發(fā)電的原理及并網(wǎng)典型方式

1.1光伏發(fā)電原理

單個光伏電池可視為PN節(jié)點，當(dāng)它被太陽光激發(fā)時，會產(chǎn)生一個電子-空穴對“。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能一般不能直接供人們使用，需要通過多個環(huán)節(jié)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和改進(jìn)氣。

1.2光伏電源并網(wǎng)典型方式

分布式光伏發(fā)電低壓配電網(wǎng)的典型接入方式及特點如下所。

（1）380V接入公共電網(wǎng)配電箱

當(dāng)光伏發(fā)電采取這種方式接入電網(wǎng)時，其接入容量一般不大于100kW"。

（2）380V接入公共電網(wǎng)配電室

采用這種接入方式時，接入容量一般為20kW-400kW。由于該模式并網(wǎng)容量大，不存在單相接入，在并網(wǎng)點安裝單相計量裝置即可。這種方法需要占用配電室或箱變的低壓出口開關(guān)。若預(yù)留位置不足，可能造成設(shè)備改造或新增而增加費用。這種方式一般由集體用戶應(yīng)用。

（3）380V接入用戶配電箱

采用這種接入方式，其接入容量一般不大于400kWo由于這種方法需要優(yōu)先考慮用戶的內(nèi)部負(fù)載，安裝地址受用戶的用電地址限制。

（4）380V接入用戶配電室

采用這種方式并網(wǎng)的接入點是用戶配電室，并且事先要在電網(wǎng)連接點安裝一個雙向計量裝置。

2 光伏發(fā)電接入對配電網(wǎng)低壓臺區(qū)線損的影響分析

2.1 儲能設(shè)備對可靠性的影響

模擬了對電纜可靠性的影響，并在總線6上保持選中狀態(tài)。，隨著風(fēng)機(jī)和光伏系統(tǒng)容量的增加，系統(tǒng)可靠性呈現(xiàn)顯著的正趨勢，例如b .在10芯電池充電時將風(fēng)扇系統(tǒng)的可靠性提高到99.9565，將光伏系統(tǒng)的可靠性提高到99.9553%，并改變其他組的可靠性。存儲電池可以大大提高電纜系統(tǒng)的可靠性。

2.2 對繼電保護(hù)影響

我國配電網(wǎng)主要是以單電源放射狀結(jié)構(gòu)為主，并采用限時速斷和速斷的保護(hù)形式，不具有方向性。當(dāng)分布式電源接入配電網(wǎng)中，注入功率會縮小繼電保護(hù)的范圍，對整體線路不能進(jìn)行可靠的保護(hù)，當(dāng)其他并聯(lián)分支發(fā)生故障時，會因分布式光伏的安裝產(chǎn)生繼電保護(hù)誤動作。傳統(tǒng)配電保護(hù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)類型主要是由重合器、斷路器和保險絲所組成，三段式過流保護(hù)是備用保護(hù)和主保護(hù)，并在變電站饋電線路中得到廣泛應(yīng)用，過流分段的時限和動作值時限了下級饋電線路和電力線路主保護(hù)的后備保護(hù)，根據(jù)預(yù)先所制定的操作程序來進(jìn)行故障切除，并通過重合動作來使系統(tǒng)通電時瞬時故障和隔離故障恢復(fù)。在支饋線中裝設(shè)熔斷絲，當(dāng)電流在一定時間內(nèi)大于不允許的電流值時，熔斷器會對一些有缺陷的部件進(jìn)行熔斷，并隔離。而斷路器和重合器、熔斷器和熔斷器之間的選擇性主要是根據(jù)斷路器動作的電流值，以及重合器操作程序、熔斷器等進(jìn)行共同決定。在配電網(wǎng)中接入大量分布式電源，使敷設(shè)饋電結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。

2.3 諧波責(zé)任量化計算

（1）原背景諧波電壓。將父網(wǎng)格或連接到PCC的分布式電源所產(chǎn)生的畸變電壓定義為背景輸出電壓。（2）離子背景諧波電壓。CPC配電準(zhǔn)則允許理論功率平衡，其中功率元件和盲流元件完全符合系統(tǒng)側(cè)單元電壓引起的系統(tǒng)電壓（帶有諧波）。分布式電源是影響用戶后臺電壓負(fù)載的電源組件。背景應(yīng)力和原始背景應(yīng)力都會導(dǎo)致負(fù)載不均。為此，分布式電流反映了原電壓對背景的綜合作用和次電壓對背景的綜合作用。輸出電流反映非線性負(fù)荷特性，是用戶引起的諧波負(fù)荷電流。系統(tǒng)阻抗變異性的特點是不同電壓值的變化。電流、電流、電流、停電等不同階段的諧波分量反映了背景電壓的失真，電流不平衡反映了系統(tǒng)上下兩部分的用戶特點。這樣，就可以隔離中共中央測量電流中用戶發(fā)出的諧波電流，定制系統(tǒng)上部的責(zé)任。

2.4 分級區(qū)域協(xié)調(diào)的自校正控制技術(shù)

當(dāng)出現(xiàn)故障時，電網(wǎng)斷電會對生產(chǎn)和生活產(chǎn)生重大影響，從而使“自我感知”能夠及時得到診斷、控制和糾正。因此，在各級配電網(wǎng)和配電網(wǎng)的自校正控制方法中，采用了適合區(qū)域的自校正控制方法，以確保光源和配電網(wǎng)的安全、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)高效的運行。2-3-6基地基礎(chǔ)設(shè)施采用分布式、寬范圍和適應(yīng)性配電，由兩個控制邏輯循環(huán)、三級控制結(jié)構(gòu)和六個控制電路組成。雙環(huán)控制邏輯中的局部控制被解釋為光伏電源并網(wǎng)裝置的局部控制，局部控制在開關(guān)網(wǎng)絡(luò)智能終端保護(hù)過程中不需要主開關(guān)和變電站之間的二次連接。利用端點之間的通信隔離故障區(qū)域，為非故障區(qū)域供電，執(zhí)行處理和結(jié)果輸入上報過程。

2.5 對配電網(wǎng)暫態(tài)運行影響

在配電網(wǎng)中接入光伏電源，對配電網(wǎng)的暫態(tài)運行產(chǎn)生一定的影響，主要體現(xiàn)在對系統(tǒng)電壓波動的影響。在傳統(tǒng)配電網(wǎng)中主要是通過有功和無功負(fù)荷隨著時間變化來產(chǎn)生系統(tǒng)電壓波動，并沿著線路的末端方向進(jìn)行電壓波動，并在系統(tǒng)末端附近產(chǎn)生集中負(fù)荷，電壓波動也更大，因此一般需要避免這種情況發(fā)生。在配電網(wǎng)中接入分布式光伏電源，對系統(tǒng)電壓波動會產(chǎn)生一定的影響，如當(dāng)分布式光伏電源和負(fù)荷在協(xié)調(diào)運行的情況下，分布式光伏電源輸出量的大小會隨著負(fù)荷的變化而變化，當(dāng)負(fù)荷增加時會隨之增加，反之當(dāng)負(fù)荷減少時也會隨之減少，此時分布式光伏電源會對系統(tǒng)電壓波動產(chǎn)生抑制。其次，如果分布式光伏電源和當(dāng)?shù)刎?fù)荷之間的運行不協(xié)調(diào)，如通過自然資源發(fā)電，此時電流的輸出量則在一定程度上受到自然資源的影響，如風(fēng)速、太陽光照強(qiáng)度等，此時電流輸出量難以得到控制，因此這類分布式光伏電源難以和當(dāng)?shù)刎?fù)荷協(xié)調(diào)運行，并增加了系統(tǒng)電壓波動情況。

3 結(jié)束語

綜上所述，縱觀中國太陽能發(fā)電的現(xiàn)狀，總體發(fā)電水平仍然較低，并且存在很多問題，對光伏發(fā)電的發(fā)展產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。因此，有必要集中精力改善和解決這些問題，以便在將來有效地促進(jìn)中國太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]秦騰. 分布式光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)影響的實測與仿真分析[D].山東大學(xué)，2019.

[2]朱明星，潘巖，高博.光伏扶貧地區(qū)調(diào)壓器提升低壓配電網(wǎng)電能質(zhì)量的應(yīng)用研究[J].供用電，2017，34（10）：19-25.

[3]周俊文. 基于分布式電源的低電壓治理探究[D].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.