分布式光伏发电对电网的影响及应对措施

分布式光伏发电对电网的影响及应对措施

刘博

国网白银供电公司 甘肃省白银市 730900

摘要:随着环境情况的不断恶化，在各个行业进行生产建设的时候都应该响应环保的号召，而分布式光伏发电站有节能环保、降低生产成本的优点，符合现在可持续发展的理念，并且在对其进行应用的时候，其技术的优越性已经越来越明显。本文在分析分布式光伏发电对电网的影响基础上，提出应对措施。

关键词：分布式;光伏发电;电网;影响;应对措施

1分布式光伏发电站

分布式光伏发电站主要是对太阳能资源进行充分利用，从而达到节约环保的目的。其发电的主要原理是采取光伏组件，从而将太阳能转换为电能，这是一种新型的发电模式，并且在进行分布式光伏发电站设计的时候采取就近使用的原则，光伏发电站分布式的部署相对于同等规模发电站而言其发电能力得到明显的提升，同时电力在输送过程中由于升压操作造成电能耗损的问题也得到缓解^[1]。

分布式光伏发电站的特点为：（1）环保效益高。其无论是在运行中还是发电中都不会有噪声污染的情况出现，同时对周围的环境以及水体也不会造成污染。（2）输出功率小。单独的一个分布式光伏发电项目其通量将被控制在千瓦之内，与集中式发电站相比，其发电站的大小对发电效率并不会有过多的影响，对经济方面产生的影响与较小，但是其投资效益与大型发电站相当。（3）发电用电并存。就我国目前地面发电站而言，其都是采用升压的方式接入输电网，并只对发电站的运行起作用。但是分布式光伏发电站发电与用电二者并存，并遵循最大化消耗的原则。

2分布式光伏发电并网对电网的影响

2.1对电能质量的影响

分布式光伏发电高比例接入地区，变流器等电力电子元件大规模接入电网，由于地区差异，光伏电源的输出功率可能在短时间内从100%降到30%以下，或由30%以下增至100%。输出功率的急剧变化使得配电网线路潮流发生较大的改变，从而引起电压的波动或闪变。当分布式光伏电站并网或与系统解列时，其有功与无功功率的变化均会对电网造成冲击。光伏发电对配电网电压的影响与并网光伏发电容量大小、接入点在电力线路所处位置有很大的关系。同时在光伏发电产生的直流电源逆变成并网所需的交流电的过程中，将会产生大量的谐波污染、三相电压不平衡等。随着光伏发电在系统中所占比例的提高，其自身发电所具备的随机性与不稳定性也可能会导致电网内的频率出现经常性的波动。

2.2对配电网保护的影响

大量分布式光伏发电并网运行改变了配电网的结构以及配电网中短路电流的大小、流向及分布。光伏发电并网后，由于光伏电源对短路点的短路电流的贡献以及光伏电源并网位置和容量不同将对配电网线路保护的灵敏度和可靠性产生不同的影响。随着分布式光伏发电的高比例接入及供电可靠性要求的不断提高，配电网结构日趋复杂，传统单端保护不能满足运行要求，将逐步应用以光纤差动为代表的快速保护。

2.3孤岛效应

孤岛效应是分布式光伏发电系统在并网后极易发生的一种现象。孤岛运行时，孤岛运行电网中的电压和频率不受控制，将对配电设备和用户设备造成损坏。另一方面光伏电站孤岛后有可能继续向电网线路送电，危及电网线路维护人员和用户的生命安全，干扰电网的正常合闸。因此必须防止孤岛运行的出现。

2.4对配电网调控管理方面的影响

光伏发电受到季节、温湿度、天气的影响，充满了随机性与不可控性，影响了系统运行的稳定性，增加了电网发电计划的制定与实施的难度。光伏发电企业不同于大型国有发电企业，出于自身的需求，光伏发电并、解列机组的情况比较频繁，给配电网侧的能力管理增加了新的问题。当孤岛电网出现时，调控中心需迅速地检测出孤岛电网并可靠切除，这给运行值班人员提出了很高的要求。同时，大量的光伏发电系统并网后，增加了配电网日常检修、故障处理时的运行方式安排的难度。

2.5对配电网规划的影响

当大量分布式光伏电源接入配网时，规划人员很难准确预测负荷增长情况，从而影响配电网规划的准确性。光伏电源接入后使得网络结构成为双端甚至多端网络，增加了电网的维度，使得寻求最优网架结构变得更为困难。同时规划人员必须根据一次网络特征而进行合理的二次规划。

3促进分布式光伏发电与电网和谐发展的应对措施

3.1管理方面

（1)光伏发电项目业主必须与供电公司调度控制中心签订并网调度协议。光伏电站运行值班人员必须服从电网调度机构的统一调度，遵守调度规定，服从调度指令。（2)分布式光伏发电项目按电压等级纳入苏州市供电公司调控中心调度运行管理。光伏电站并网设备状态及并网点电压、电流、有功功率、无功功率和发电量等信息上传至调度控制系统，由调控中心实时监视运行情况。（3)20 M W及以上光伏电站应开展功率预测，并根据预测结果进行发电功率、上网电量的预测与申报工作，按时向所辖电网调度机构报送次日日发电计划曲线、日最大发电能力、可调出力范围和日光照度预测曲线等。

3.2技术方面

（1)分布式光伏的电压偏差、谐波、闪变及电压波动、三相不平衡等电能质量指标应满足国家电能质量标准的规定。分布式光伏应装设满足国家标准要求的A类电能质量监测装置。

（2）继电保护。在新形势的背景下，我国在对各地区电网运行情况进行研究，并对光伏发电站接入电网时对其制定了一些法律法规。在进行分布式发电站并网工程建筑的时候，由于地区的不同，在建设的时候应对实际问题进行分析，并结合相应的法律法规，对其进行继电保护，对光伏电子发电线路侧面的配置安装继电保护装置，从而对线路进行科学的保护，并根据线路的实际情况，合理安装超压或欠压等保护装置，使得其可以及时接收跳闸的命令，但是在对分布式光伏发电站进行线路保护的时候其所用到的保护配置应与发电站的建设要求相吻合，这样使其能够更好地发挥作用^[2]。

（3）并网控制。对于此分布式光伏发电站而言，其光伏发电系统的能源来源的渠道较为广泛，并且并网的数量较多，而由于其存在这样的特点，使得发电效率得到明显的提升，但是在运行期间仍然受到了一些的威胁，为了能够使其在运行期间安全的供电，在其进行并网的时候加入一些措施是必不可少的。而对并网的控制技术主要包括以下几方面：并网逆变器的分布模式以及能源的来源渠道的多样性，这些都能够使发电站在并网运行时对电网的规范性以及协调性起到强化的作用。在进行改分布式光伏发电站建立的时候，应该检测无盲区孤岛。这样可以实现以发电系统有关的特征为凭证，进而对网内的电气性能指标进行深度的研究^[3]。

（4）通过专用线路接入公用电网的光伏电站。联络线路一般配置如下保护：光纤差动保护、三相两段式方向闭锁过流保护、频率电压解列、逆功率保护装置、重合闸装置（可选配）、防孤岛保护等。T接或接入用户内部电网后接入公共电网的光伏电站，联络线路根据需要选择性配置保护。变电站侧线路保护可根据需要选配三相两段式方向闭锁过流保护、检无压重合闸装置等。

结束语

光伏发电不仅拓展了电力资源的来源，还使人们越来越重视环境和节约能源问题。同时，大规模的光伏并网发电对苏州市区配电网的电能质量、电网稳定运行、调控管理等产生了一些消极的影响。现阶段主要从管理和技术等方面加强管理以保证电网的安全、稳定运行。随着配电网技术的不断发展，光伏并网发电对配电网的影响将越来越小，光伏发电必将为人类的生活带来更多的益处。

参考文献

[1]王欢，夏向阳.并网光伏发电系统对配电网的影响[J].电气时代，2012(7)：56-57.

[2]赵为.太阳能光伏并网发电系统的研究[D].合肥：合肥工业大学，2003.

[3]张琪祁.大型光伏电站接入电网的技术和特性研究[D].杭州：浙江大学，2011.