分布式光伏对农村配电网的影响

分布式光伏对农村配电网的影响

李森

国网保定市满城区供电公司，河北 保定 071000

摘要：针对大规模分布式光伏电源接入配电网可能造成线路过载、谐波污染及电压越限等问题,研究了不同渗透率的分布式光伏电源接入对典型农村配电网电压的影响。利用仿真软件搭建含分布式光伏电源的农村配电网模型,对晴天不同时刻含光伏的配网进行潮流仿真,分析不同光伏出力对农村配电网电压造成的影响。针对电压越限问题,提出一种基于中枢点的调压措施,即在配电网中枢点投入电抗器,当母线电压发生越限时,通过调节电抗器吸收电网过剩的无功,从而降低母线电压。最后,通过仿真算例验证了该方法的有效性。

1 分布式光伏概述

分布式电源包括多种技术形式，大致可分为两类：一是以电网为能源载体的发电技术，例如蓄电池储能、飞轮储能、电容器储能和超导电储能，都是以电网为主体；二是以可再生能源为载体的发电技术，例如光伏发电、地热发电、风力发电，都是以可再生能源为主体。

而分布式光伏发电指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统，基本上发电功率在几千瓦到几十千瓦之间。分布式光伏发电倡导“就近原则”，即就近发电、就近转换、就近使用的原则，这样有效解决了电能在长距离、大功率输电的损耗问题。最广泛的分布式光伏是建立在建筑物屋顶的发电项目，可以全额接入公共电网，也可以自发自用余电上网。分布式光伏一般以AC（交流）进行输出，用逆变器与接入系统接口相连。

分布式光伏技术有其自身优势，它既符合节约能源的要求，又可以满足农村配电网可靠运行的需求，长远来说，还能为“碳达峰、碳中和”贡献力量。但是，如何在农村配电网运行中准确接入分布式光伏，有效避免发生故障，是最值得考虑分析的。

2 分布式光伏对农村配电网的影响

2.1影响缓冲电流

缓冲电流是配电网的一个危害，它主要是会造成电流的紊乱，进而导致部分线路的暂时性瘫痪。如果三相均衡，电网运行特别平稳，缓冲电流一直是0，因为它是为了补偿而存在的。但是现实并非如此，因为电流会随时波动，那么缓冲电流补偿也会随之波动。

光伏缓冲电流同样是电流的运动，只不过是与电网电流相反的，这也是其危害的根源。一切设备都会生成缓冲电流，差异也仅仅在于数值上，这是配电网客观存在的一种通病，是不可能以人为的方式去消除的。

如果在光伏逆变器的参与下，光伏缓冲电流的功率明显增加，这是不利的。实际上，如果缓冲电流在一定的数值之内，并不需要过于担心，因为至少在这一点上，是几乎没有影响的。而且，缓冲电流本身是周期性的，可以依此对其进行控制。在多个实验中发现，接入点越靠近末端，生成的缓冲电流越高，可以利用这一点使其变得可控。而恰恰分布式光伏就是安装在客户侧，即电网末端。

2.2影响电压频率

分布式光伏大量的接入农村配电网，对农村配电网的供电质量有一定的影响。

一是影响电压分布。传统的农村配电网主要是呈辐射状形式发展的，根据电路理论，电压会沿着潮流方向不断降低。但分布式光伏大量接入后，基本电路的潮流流向会发生一定的改变，馈线上的功率方向又有一定的不稳定性，多种因素会造成某些末端负荷点的电压超出上限值，进而对电压分布造成影响。

二是影响电压波动和闪变。分布式光伏的出力很容易受到天气变化的影响，一般出力波动比较大，很容易造成局部配电线路的电压波动及闪变问题。因为出力具有随机性，所以如果分布式光伏被大量的接入农村配电网，而且不进行有效控制的话，会引发系统频率偏移，影响供电系统的稳定性及供电质量。所以建议在分布式光伏并网的过程中，采用调压等措施及时有效地解决此类问题，把光伏自身的出力特点，积极引入到系统调压环节中，尽可能地保证配电网的供电质量。

2.3影响电力系统

分布式光伏接入农村配电网，这是喜忧参半的事儿。

一是将分布式光伏作为电源并网后，能够在一定程度上消除线路上的过负荷，提高电网的输电裕度。通过对分布式光伏进行点阵布置和电压调节后，能够对系统电压起到支持作用，在一定程度上可以改善农网电压水平。

二是分布式光伏并网后，对电力系统的稳定性会产生较大冲击。假如分布式光伏没有低电压穿越能力，农村配电网出现故障时一般需要切除此分布式光伏，因为当其所接的线路出现故障重合闸后，分布式光伏不仅起不到电压支持的效果，相反地还会加重电压跌落。

三是分布式光伏发生故障时如果不能在规定时限内跳闸，非同期重合会使继电保护装置误动作、损坏电网设备，如果线路不能在最短时间内恢复供电，用户的进户电压会升高，损失将更加严重。

综上所述，现在的分布式光伏电源依然在开发中，但它的出现会使很多传统类型的电源被淘汰。当其不断被接入到农村配网中时，它对电压的影响是必然存在的，这其中既有不利的，也有有利的，所以要辩证地看待此类问题。因此，再加强科研工作、技术开发的同时，还要了解它带来的影响，从而可以更好地对其加以应用与控制。

参考文献：

［1］盛春光，张炼.分布式光伏接入系统的研究［J］.科技视界，2021（8）.

［2］龙俊.浅析混合储能系统在分布式光伏并网中的应用［J］.广东职业技术教育与研究，2022，（004）：183-186.