分布式光伏并网对配电网系统电能质量探讨

分布式光伏并网对配电网系统电能质量探讨

沙文志

阳江市凯源电力设计有限公司  广东省  529500 

摘要：随着全球人口的持续增长，对于能源供应的需求量不断加大，探索开发可再生能源是全球可持续发展的重要决定。其中分布式光伏是一种新的能源形式，受到世界各国的普遍认同和应用。因此分布式光伏在电力系统中的迅速增长，使得更多单位及个人对其进行深入的分析与研究，从而使其在并网接入后对配电网电能质量影响控制最小化，使其能够更优更高效率地供电。

关键词：分布式光伏；配电网；电能质量；

引言

在目前的能源结构中，主要还是依赖煤炭、石油等化石类污染性燃料，全球环境问题也越来越严重，各国都在致力于提供能源的同时对环境保护方面的研究。国家将以“碳达峰”为基础前提，“碳中和”为最终目标，加快推进能源供给低碳化清洁化、能源高效化高质化。然而，增加分布式光伏的普及并不能有效地改善其利用效率，因此，有关方面将降低分布式光伏的能力列入了具体的工作计划，从而为改善配电网的工作效率打下了良好的基础。基于上述原因，本文从电力系统的角度，探讨了分布式光伏系统的并网对电能质量的影响，为电力系统的运行提供借鉴。

1.分布式光伏并网发电特点

(1)投资少、见效快、运行维修成本低、资本风险可控。分布式光伏一次性投入少，规模小，建设周期快，只需较少的人力就可以管理、运行及维护，风险极小和易控。分布式光伏应用减少电力公司投资建设，同时扩大电网拓扑关系，提供更多的增值服务，推进电力行业的发展。

(2)光伏发电方式多变，能提供高可靠及高效能的供电量。相对于集中式发电的构造复杂和维护困难，电力网系统间环网关系多样化，如果发生重大的故障，将影响众多受电用户。分布式发电系统故障时自动与系统断开，提高了用电的可靠性。

(3)对环境几乎不产生污染。传统的煤炭发电厂在焚烧发电过程中，产生大量的二氧化氮、一氧化碳等对大气层污染的有毒气体，并产生大量的废弃渣物对大气、土体、地下水等自然环境造成严重二次污染，严重危害到人类的身体健康和生存环境，而光伏发电将作为一种理想的清洁能源，其开发利用几乎不产生任何污染，对环境保护起到重要的推动作用。

2.负面影响

2.1对网损的影响

实时温度、日照强度、照度等对光电阵列输出功率的影响，如浮云等不确定性因素的影响，在分布式光伏接入电网后，电力供应将从单一供电的辐射电网过渡到电力用户与多个电力供应的馈线回路。电力系统的电力系统分配模式将出现改变。电力系统中的电力功率分配会对电网损耗产生一定的影响。分布式光伏系统的损失与分布式系统的位置、负荷、容量以及配电网络的拓扑关系密切相关。在一年中，由于季节、日照、晴雨天气等自然因素的作用，导致电压波动，产生大量谐波，给电力网络带来严重的冲击。

2.2对配电网效益的影响

进入分布式光伏系统，将会导致配电网中的一些配电设备备用或闲置。在自用方式下，配电网系统中的配电变压器及线路因负载较少而降为轻载，从而提升了配网的运维费用，使其效益降低。在分布式光伏系统没有接入之前，电力网分配呈辐射型的，其电力电流是单向的，并流向负载的终端。在分布式光伏系统接入后，用户可以将电力传输到配电网络，从而使电力流向达到两个方向，从而使电力分配格局发生改变。由于布局不合理、配置不匹配、管理监督不完善等原因，导致了配电网运行损耗加大、运维成本加重、经济效益降低。

2.3对配电网实时监控、调度、运行的影响

目前，电力配电网系统的实时监控与调度都是由电力公司负责的。电力系统大都采用辐射式的结构，其信息采集、调度和操作等方面较为简单清晰。由于分布式光伏系统的存在，使得这一进程变得更加复杂，因此，对分布式光伏接入后的孤岛现象进行监控和预防显得极为重要，在与主配电网系统分开的情况下，分布式光伏系统仍在不断地将电力传输到用户的网络中，该孤岛的电压与频率均不在电力系统的控制之下。在电网出现故障的情况下，分布式光伏系统与邻近负荷之间的电力供应孤岛，孤岛区域电压、频率极不稳定，难以进行有效的控制。在负载端出现的电压波动，会对电力设备造成损害；当电力系统在电力系统恢复或并网时，如果光伏系统的输出电压与公用电网的电压不一致，将会造成过大的冲击电流，从而对电网的稳定性造成不利的影响。

2.4电压及频率影响

首先，对电压的分布产生了影响。电力系统中的电压会随着馈线潮流的变化而逐渐减小，但是随着分布式光伏的大量接入，电力系统的容量将逐渐加大，基础线路的潮流流向会发生变化，供电线路的电源也会出现不稳定的情况，从而使一些负载点的电压超过上限，从而影响到电网的电压分布。其次，会引起电压的波动。分布式光伏系统的发电功率波动影响，其输出功率波动较大，极易引起电网的电压变化，同时，其输出功率也是随机的；因此，如果大规模的分布式光伏接入到配电网络中，并且不加以有效的控制，将会引起系统的频率偏差，进而直接影响到配电网电压的稳定性。

3.

分布式光伏系统并网接入后电能质量探讨

3.1促进分布式光伏和主配电网并网的规范性

促进分布式光伏与主配电网系统的协调发展，关键在于高素质人才培养和规划布局接入审核。原来，从根本上保证电能质量，提高运行维护工作的效率，必须要制定相应完善的法规和行业技术规范标准。随着分布式光伏并网技术的普及，现有的技术规范对其进行限制已不能很好地适应新形势下的要求，因此，有关部门必须尽快把传统的配电网络优化纳入到工作日程中去，行业有关人员必须努力推动其持续发展，才能使其达到最大的稳定性。

3.2提升配电网调度的协调性

当配电网络接收到调度命令时，将会采用相应的命令回应，而分布式光伏系统则会根据逆变器的工作状态而进行调整，执行计划指令的过程中，减少光伏阵列的功率参数造成直接影响，加强电网系统间功率匹配性，从而稳定了系统的运行效率，提高了系统的协调能力。

3.3光伏厂家加大研发维度

努力提升行业标准，研究开发提升并网设备和的逆变器高标准、高品质、高效性。及时克服技术瓶颈，突破技术的闭锁，根据国内光伏发电与配电网的运行环境，对可以用调升光伏硅晶片、逆变器、分接开关等实质解决问题的设备材料，解决实质性问题，挖潜系统特性，满足了用户的需要。

3.4实施负荷优化治理

加强实地考察，及时获取现场第一手数据，做好分布式发电的准备与优化，根据优先顺序推进改造工程的顺利进行。利用运行管理的方法，了解同一区域的不同的负荷状况，从而可以调整载台区的负载到轻载台区，尽量就地消纳，提升区域段的低电压整治，使其负荷合理均匀调配，从而有效地克服了超载冲击问题。通过对变压器和逆变器的适当的循环，可以有效地克服由于分布式光伏系统的电压波动过大现象。

4.结束语

总之，以保证并网后电能质量、电能可靠性为基础，开展分布式光伏各项优化调节功能的设计，提出合理的控制措施。借助现运行分布式光伏并网接入实例，得出更多配电网控制措施运维经验与理论，有效提升分布式光伏并网储能元件的科学调整改进，有效降低对配电网冲击及干扰影响，切实提升用户用电体验感。

参考文献

[1]梁永超.分布式光伏并网对电网电能质量影响的分析[J].低碳世界,2016(36):66-68.

[2]李清然,张建成.分布式光伏对配电网电能质量的影响及调压方案[J].电力科学与工程,2015,31(10):1-6.

[3]杨帆.分布式光伏并网技术及电能质量相关问题.国网河北省电力公司电力科学研究院电网技术中心[J].电气应用,2014,33(17):6-9.

[4]杨年杰.分布式光伏并网对配电网电能质量的影响及对策研究.广东工业大学,2018(04):42-44.