分布式光伏接入下的配電自動化系統(tǒng)調(diào)整方法

竇立芒

摘 要：近年來，光伏發(fā)電應(yīng)用十分廣泛。其中，越來越多的分布式光伏并網(wǎng)對電網(wǎng)原有運行系統(tǒng)帶來了一定的沖擊，這主要體現(xiàn)在對電壓的影響和饋線自動化方面，威脅電網(wǎng)的運行穩(wěn)定，所以需要對配電自動化系統(tǒng)進行適當調(diào)整。本文對分布式光伏接入下的配電自動化系統(tǒng)調(diào)整方法進行分析，并探討相關(guān)技術(shù)改造方案，以提高分布式光伏與原有控制系統(tǒng)的匹配度和適應(yīng)度，使其充分發(fā)揮優(yōu)勢作用，減輕對電力系統(tǒng)運行的不利影響。

關(guān)鍵詞：分布式光伏；配電自動化系統(tǒng)；系統(tǒng)調(diào)整；電網(wǎng)運行

近年來，分布式光伏技術(shù)逐漸成熟完善，在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，有助于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)運行質(zhì)量，促進電力事業(yè)的現(xiàn)代化、可持續(xù)發(fā)展。大量分布式光伏接入電網(wǎng)會對中低壓層面的結(jié)構(gòu)和運行方式造成改變，使配電網(wǎng)從垂直輻射式網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)樗骄W(wǎng)絡(luò)。隨著分布式光伏接入數(shù)量、容量不斷增加，對電網(wǎng)整體運行的影響增大，需及時對原有的控制系統(tǒng)進行調(diào)整，以適應(yīng)新的運行模式，維持電網(wǎng)的穩(wěn)定、高效運行。

一、分布式光伏接入對配電網(wǎng)的影響

（一）影響電壓穩(wěn)定

分布式光伏接入會造成配電網(wǎng)潮流方向改變，進而導致穩(wěn)態(tài)電壓分布的變化。若接入電網(wǎng)的分布式光伏容量較小時，能夠?qū)﹄妷喊l(fā)揮補充、支撐作用，使電壓更穩(wěn)定，而分布式光伏大規(guī)模接入時則會對電壓造成沖擊，導致某些節(jié)點發(fā)生劇烈的電壓波動，產(chǎn)生過電壓情況。位置越接近饋線下游末端的分布式光伏對相關(guān)線路電壓的影響越大，越容易出現(xiàn)劇烈波動和電壓越限的情況。在單電源、輻射式配電網(wǎng)中，無論分布式光伏處于哪個位置，都會出現(xiàn)較大的電壓波動，且隨著饋線長度、光伏容量、光伏功率的增長而越發(fā)劇烈，導致相關(guān)配電線路出現(xiàn)嚴重的電壓波動，威脅電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和安全性[1]。

（二）影響?zhàn)伨€自動化

分布式光伏對饋線自動化的影響主要集中在故障定位方面。配電自動化系統(tǒng)利用短路電流信息進行故障判斷，若該區(qū)域有且只有一個端點上報短路電流信息，說明該區(qū)域存在故障，若同一區(qū)域內(nèi)還有其他端點上報短路電流信息，說明故障發(fā)生在其他區(qū)域。而分布式光伏的接入會對短路故障時配電網(wǎng)的短路電流信息造成影響，導致無法準確定位故障位置。當電網(wǎng)中某一區(qū)域發(fā)生短路時，不僅主電源會向短路故障位置注入短路電流，該區(qū)域內(nèi)連接的分布式光伏也會向故障點注入短路電流，主電源側(cè)端點以及故障區(qū)域與分布式光伏之間的各個端點都會上報短路電流信息，影響故障定位。短路電流的增多會導致故障區(qū)域饋線電壓升高，在此情況下，主電源發(fā)出的短路電流通常會低于分布式光伏發(fā)出的短路電流。當二者的差距較大時，可通過調(diào)整短路電流上報閾值的方式有效區(qū)分，使得只有主電源側(cè)端點上報短路電流信息，從而準確定位故障位置。但如果兩種短路電流的差距較小，就很難設(shè)置適宜的上報閾值，無法有效區(qū)分兩種短路電流，導致多個端點同時上報短路電流信息，引起故障定位的誤判。

二、分布式光伏接入下的配電自動化系統(tǒng)調(diào)整方法

（一）運行監(jiān)控調(diào)整

隨著分布式光伏接入容量增大，對配電網(wǎng)電壓的波動產(chǎn)生較大影響，增大了電網(wǎng)運行監(jiān)控的范圍和難度，提高了對電壓分布的監(jiān)控及運行控制的要求。分布式光伏發(fā)電滲透率越高，電網(wǎng)運行監(jiān)控的難度和復(fù)雜性越高，需要對運行監(jiān)控進行適當?shù)恼{(diào)整和改造。若分布式光伏的容量超過線路容量的25%，則要配備分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)運行分析擴展功能，若分布式光伏容量在線路容量的25%以下，則只需增加對分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)監(jiān)測功能[2]。

分布式光伏并網(wǎng)監(jiān)測功能包括對并網(wǎng)點電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)以及光伏發(fā)電量、有功功率、無功功率等進行監(jiān)測，并利用遠程遙控裝置對分布式光伏的啟停進行控制，實現(xiàn)對發(fā)電功率的調(diào)節(jié)，從而降低分布式光伏功率變化造成的饋線末端電壓波動，維持電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定。分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)擴展功能包括配電網(wǎng)電壓的無功優(yōu)化和光伏發(fā)電計劃、功率平衡的分析和控制。分布式光伏的接入和推出都會對饋線上各負荷節(jié)點的電壓造成影響，造成劇烈波動或過電壓情況，影響用戶的正常用電。分布式光伏并網(wǎng)能夠在一定程度上對電網(wǎng)進行無功補償，解決無功不足的問題，但若規(guī)劃不合理，不僅無法發(fā)揮無功補償作用，還會加快無功功率消耗。因此，為了穩(wěn)定配電網(wǎng)電壓，應(yīng)采取科學的無功控制方案，在適宜的節(jié)點安裝容量適宜的無功電源，減輕系統(tǒng)網(wǎng)損。分布式光伏大量接入也會造成電壓的劇烈波動，應(yīng)通過設(shè)置合理的發(fā)電計劃，將各階段光伏發(fā)電功率控制在合理范圍內(nèi)，減輕配電網(wǎng)的電壓波動。

（二）饋線自動化調(diào)整

為了降低分布式光伏對饋線自動化中故障定位準確性的影響，防止故障誤判，需要消除線路短路時分布式光伏發(fā)出的短路電流的干擾。若光伏和主電源發(fā)出的短路電流差距較大，分布式光伏容量超過線路容量的25%，可通過提高短路電流信息上報閾值來排除光伏發(fā)出的短路電流的干擾。若達不到上述條件，則可利用分布式光伏的脫網(wǎng)特性配合重合閘來實現(xiàn)這一目的。分布式光伏的脫網(wǎng)特性具體是指當饋線故障時，饋線上的分布式光伏都會在2秒鐘內(nèi)脫離電網(wǎng)[3]。而饋線故障發(fā)生后，變電站的斷路器會自動跳閘并迅速重合?；诜植际焦夥拿摼W(wǎng)特性，可延長重合閘延時時間，在故障發(fā)生后2.5～3秒鐘時再進行斷路器重合。若是瞬時故障，電網(wǎng)將恢復(fù)正常運行，分布式光伏重新接入電網(wǎng)。若是永久故障，則斷路器重合后將再次跳閘，激活故障錄波裝置，采集分析相關(guān)信息數(shù)據(jù)，進行故障定位。二次跳閘時，分布式光伏已經(jīng)脫離電網(wǎng)，不會再向故障點提供短路電流，采集到的信息數(shù)據(jù)更加準確，能夠有效排除分布式光伏對故障定位判斷造成干擾。

在故障分析、處理過程中，應(yīng)對重合閘前后收集到的兩次過流信號進行疊加分析，需要在配電自動化系統(tǒng)的故障處理軟件中添加對應(yīng)的功能，以提高故障定位的準確性。需注意的是，目前的配電終端為了便于巡檢工作的開展，通常會將過流信號保留一段時間，部分保留時間長達數(shù)分鐘或數(shù)小時，雖然確保了過流信號的可靠性，但容易對過流信號的二次上報造成影響。因此，要在確保過流信號準確上送的基礎(chǔ)上，縮短過流信號保留時間到1秒鐘以內(nèi)或不做保留，以免阻礙二次過流信號的上報。該方法適用于架空線路中，無需對硬件設(shè)施做出改變，只需調(diào)整軟件功能即可有效恢復(fù)正常的饋電自動化功能，消除分布式光伏接入的影響。

三、結(jié)語

分布式光伏并網(wǎng)會對原有配電系統(tǒng)造成沖擊，影響范圍主要集中在電壓監(jiān)控和饋線自動化方面，影響故障定位準確性，增加電網(wǎng)運行監(jiān)控的難度。應(yīng)針對這兩種情況對配電自動化系統(tǒng)進行適當調(diào)整，包括提高短路電流上報閾值、增加重合閘延時等，維持配電自動化系統(tǒng)的良好控制效果。

參考文獻：

[1]葉舟.分布式光伏接入對配電自動化的影響[J].集成電路應(yīng)用，2022，39（03）：100-101.

[2]鄭偉彥，杜紅衛(wèi)，朱義勇，等. 分布式光伏接入對配電自動化的影響及應(yīng)對措施研究[J]. 中國電業(yè)（技術(shù)版），2015（9）：77-80.

[3]盧國惠.分布式光伏接入下的配電自動化系統(tǒng)適應(yīng)性探討[J].科技創(chuàng)新導報，2017，14（28）：4-5