分布式光伏发电对配电网供电电压的影响研究

分布式光伏发电对配电网供电电压的影响研究

郭永林

国网山西省电力公司吕梁供电公司

摘要：随着我国社会的发展与进步，工业化的进程也在不断的推进，我国传统式能源的消耗愈来愈大，一次性能源消费造成了严重的环境污染问题，而且一定程度上导致资源面临枯竭。近年来，人们越来越关注绿色环保和可再生能源的利用问题，光伏发电技术的应用获得了社会各界的大力支持和推进，是我国可再生能源利用的重要方式之一。分布式光伏发电有独特的应用优势，其发展也非常迅速，而且分布式光伏发电技术的应用优化了我国配电网结构，所以要重视分布式光伏发电对配电网供电电压的影响研究。

关键词：分布式光伏发电；对配电网供电电压；影响研究

引言

现阶段，中国电力行业处于高速发展阶段，促进了中国经济发展，电力系统中的科技含量也越来越高，尤其是光伏发电技术，充分引入了太阳能，减少了电力运行中的污染。作为一种新型的发电技术，光伏发电虽然具备了环保特性，但是比较容易受到周边环境影响。基于太阳能的发电主要包含两种途径，即在中高电压路径下接入输电网和以低电压线路为依托。在这两种途径下会出现电压越限问题，对配电网电压产生影响。因此，加强分布式光伏发电对配电网电压的影响及电压越限的解决方案研究具有重要意义。

1分布式光伏发电的相关概述

1.1分布式光伏发发电的概念

太阳能是太阳中氢的聚变释放的能量辐射到地球表面的一种重要能源，其广泛地分布在全世界各个角落，是取之不尽，用之不竭的可再生能源，而且太阳能是一种清洁型能源，其对生态环境的污染比较小，人类需要重视对太阳能资源的开发和利用。光伏发电主要是指利用光伏器件的光伏效应，借助器件吸收太阳光辐射，进而产生电动势进行发电，分布式光伏发电主要是分布式电源的一种发电方式，一般是指发电功率在数KW至数百MW的比较小型光伏发电系统，其可以分散的分布在电力用户的附近区域，分布式光伏有利于向电力用户提供电能，还有利于减少电力系统的在升压以及传输过程中的能源损耗，进而达到发电过程中零排放的重要目标，分布式光伏发电是较为新型的发电及能源综合利用方式，其有非常广阔的市场发展前景。

1.2分布式光伏发电的特点

分布式光伏发电具备经济性特征。分布式光伏发电的装机规模比较小，其一次性投资较之大型发电站，建设周期比较短，而且其投资风险很低，所以系统加入程序比较简单，成本比较低，而且在我国政府有关政策的大力支持和补贴下，应用分布式光伏发电有着非常高的投资回报率和环保特征。分布式光伏发电主要是取用太阳能资源，其在发电过程中污染物排放非常少，而且不会损耗其它形式的能源，属于环境友好型的发电系统，有利于生态环境的保护和建设多样性发展。分布式光伏发电一般利用建筑一体化及建筑物附加的建设形式进行建设，其可以根据建筑物的实际情况充分利用建筑物屋顶、空地等灵活多样的建设安装形式，有利于节省土地资源，并且有利于提升应用的多样性及适应性，有利于分布式光伏发电技术的应用推广。

2分布式光伏发电对配电网供电电压的影响

2.1在稳态电压分布方面的影响

以往配电网稳态运行情况下，电压顺着馈线潮流方向逐渐下降，电压的分布很大程度上受到潮流分布影响。当负荷消耗功率或者电源注入功率出现变化之后，各个节点的稳态电液也会相应的出现变化，电压将会有闪变以及波动出现。分布式光伏发电本身在启动、停止以及输出功率波动情况下，都会很大程度上影响到配电网供电电压质量。分布式光伏发电在发电量方面稳定性较差，对于日照以及温度有非常大的需求，容易有频繁启动情况出现。虽然根据相关规定，分布式光伏发电不能直接参与配电网电压调节，但是当分布式光伏发电接入配电网之后，必然会使馈线传输功率的方向和发小发生变化，最终导致节点稳态电压分布受到影响。单个分布式光伏发电在接入配电网之后，可以使馈线各个节点电压水平得到一定的提高，其中局部电压最高点可能为POC点。自馈线前端至馈线末端，各个节点电压可能会逐渐下降，也可能先升高再降低，还有可能先降低再升高，除逐渐下降外，POC点为最高局部电压点。

2.2影响配电网安全运行

安全平稳的运行是对配电网最基础性的要求，因为光伏电源逆变器自身具备反孤岛功能，所以分布式光伏电源大量接入配电网之后，会改编配电系统的潮流功率方向，让原来带有方向的继电保护设备没有办法正常运行，造成在故障发生过程中，对配电网的安全运行造成很大的影响。要重视研究分析分布式光伏电源的特点，并根据其特点采取有效措施对分布式光伏电源接入技术防线，提高配电网运行的安全性。

2.3不同时段的电压影响

在不同时段的电压路径下，多重节点需通过特定负荷进行搭配。在网络架构实际运行中，电源功率应设定为0，若引入实际因素，则需将节点负荷、等值阻抗一并考虑在内。注入功率时，若从开始到后期的节点在光伏电压构架下进行，会发生电压缩减现象，导致线路损耗增加，并使电力企业成本增加。因此，应当将电源功率数值设定为大于0。当光伏电源接入发电体系时，其电压缩减现象处于大范围内，导致叠加后的功率被视为有功功率。这种运行方式也会带来一定的影响，不仅会导致电压增大，还会对构架中的电压造成影响，继而将其设定为负数。若光伏线路中的电压差值对外显示大于0，就会出现电压缩减现象；若对外显示小于9，电压就会不断升高。

2.4接入位置对电压的影响

将分布式光伏发电系统分别接入不同的节点，测量各节点电压的值。分布式光伏发电系统的接入位置对配电网的电压分布有较大影响，其接入位置越接近链式配电网末端，对配电网电压的提升作用越明显。若将发电容量较大的光伏系统接在配电网末端，将可能导致电压越限。

2.5影响供电网的安全可靠性

传统配电网中评价供电可靠性的指标有系统平均断电频率、系统平均断电持续时间、平均供电可用率以及平均停电不可用率等指标，传统指标可能不能科学反应分布式光伏电源对供电系统的安全性、可靠性影响，所以需要研究新的分布式光伏发电评价指标。另外，分布式光伏电源被大量接入后，一定程度上会形成孤单效应，孤单内负荷发生变化，会让其更具随机性，就整个系统而言，不同故障形成的孤岛数量也是不断变化的，其会影响供供电网供电的安全可靠性。分布式光伏大量接入配电网之后，要不断完善评价体系，科学合理的评价分布式光伏的安全可靠性指标。面对孤岛内负荷变化比较大的问题，要及时根据负荷变化情况改变计划孤岛，尽量协调各个孤单的供电能力，保障供电网的安全可靠性。

结束语

本文概述了分布式光伏发电系统的接入对配电网网络损耗及保护的影响。在PSCAD软件中搭建了分布式光伏发电系统和配电网，研究不同条件下分布式光伏发电系统接入前后电压的变化情况。仿真结果表明:分布式光伏发电系统发出功率越大，接入位置越靠近配电网末端，其对配电网电压的抬升作用越明显;负荷越小，分布式光伏发电系统的接入对配电网电压的抬升作用越明显，但是节点之间的电压差越小;阻抗越大，分布式光伏发电系统接入对电网电压的影响也越大。

参考文献

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