分布式光伏并网对配电网影响及措施

分布式光伏并网对配电网影响及措施

董青峰

国网渑池县供电公司    河南  472400

摘要：随着国家能源政策的调整，分布式光伏特别是屋顶光伏发展较为迅速，配电网从无源电网转变为有源电网，每个光伏用户在用电的同时又充当电源向电网输送电能，对实现“碳达峰、碳中和”和能源结构调整方面具有积极作用，同时分布式光伏的不断增加，对电网安全稳定运行提出新的考验，为确保光伏有序发展，高效利用，余电安全上网消纳，杜绝配网过电压、线损波动、配变反向重过载甚至配变烧毁现象发生，本文结合工作实际从电网建设、光伏安装、负荷监测等方面提出解决对策，达到光伏发得出，用得上。

关键词：分布式光伏；过电压；重过载；措施 

0 引言

国家能源局综合司于2021年6月下发了《关于报送整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》，该通知指出我国建筑屋顶资源丰富、分布广泛，开发建设屋顶分布式光伏潜力巨大。开展整县（市、区）推进屋顶分布式光伏建设，有利于整合资源实现集约开发，有利于消减电力尖峰负荷，有利于节约优化配电网投资，有利于引导居民绿色能源消费，是实现“碳达峰、碳中和”与乡村振兴两大国家重大战略的重要措施。渑池县也于2022年3月印发了“渑池县加快推进屋顶光伏发电开发工作方案”的通知。通知中指出“通过大力推进屋顶光伏发电建设，力争用三年左右时间，全县分布式光伏发电规模大幅提高，整县屋顶分布式光伏开发落地见效，有力支撑我县能源绿色低碳转型。”，“县供电公司要提前介入，密切配合专项方案编制工作，优化屋顶光伏接网流程，加强配电网升级改造，保障屋顶光伏‘应接尽接’”。据国家能源局发布2023年1-2月份全国电力工业统计数据，截止2月底，太阳能发电装机容量约4.1亿千瓦，同比增长30.8%，2023年1-2月光伏累计新增装机20.37GW,同比增长87.6%，已接近2022年1-5月累计装机容量，其中40%为分布式光伏，光伏发电发展迅速。

1 分布式光伏相关特征和作用

1.1光伏发电原理

光伏发电是一种基于物体在光照下产生电动势的半导体光生伏特效应，是一种将光能直接转换成电能的技术，通常由太阳电池组件、控制器、逆变器等构成，将太阳能转化为电能后直接供用户使用或供给电网。屋顶光伏通常将太阳能极板安装在建筑物顶部，采用220-380V电压上网，容量以6-50千瓦为主，主要以“自发自用、余量上网”和“全额上网”模式为主并网运行。

1.2分布式光伏特点及发展前景

分布式光伏并网发电系统，即户用型光伏并网系统，可与建筑物结合形成屋顶光伏系统，通过设计可以降低建筑造价和光伏发电系统的造价，由于其具有环境友好、投资少、建设周期短、占地面积小、地域局限性小、因地制宜、屋顶分散架设、并网灵活等优点，解决了电力长距离输送造成的损耗问题，有效提高了光伏发电系统的综合发电效率，近几年得到了大量的推广落地应用。特别是光伏扶贫政策的实施，光伏收益归农户所有，通过光伏稳定收益助力脱贫攻坚和乡村振兴，光伏做为一项惠农政策正在全面持续推进中。

截止目前渑池公司现有分布式光伏380V并网用户240户，占比0.159%，并网容量1.673万千伏安，涉及76个公用配电台区，占比4.97%。随着薄膜式光伏板的推广及安装成本的降低，220-380V并网用户将成指数性增长，预计2035年，并网用户将达到1万户，占比6.62%，并网容量将达到10万千伏安，占全部台区比例超过75%，覆盖程度较高，光伏发电量将占用户总用电40%左右。

2 分布式光伏对配电网的影响

2.1 光伏发电不稳定

分布式光伏电站一般装设于用户侧附近，分散布局、就近消纳、自发自用、余电上网，单个机组的装机容量以6-50千瓦为主，且高密度接入低压配电网，分布式光伏电源的出力与光照强度关联密切，而光照强度本身存在着不确定性和间歇性，因此，随着一天时间内光照强度的改变，分布式光伏电源的输出功率也随之改变，具有随机性和波动性［1］，不可避免的会对并入电网的电压、无功分布等造成一定影响。

2.2  分布式光伏对电压的影响

分布式光伏受光照、温度与气候等自然条件影响，其输出有功功率具有较大的波动性且无法调度，分布式电源本身往往既非恒压源又非恒流源，其接入低压配电网后，可以对系统各节点电压起到一定的改善作用。分布式光伏接入但光伏发电技术由于电能来源受光照变化的影响，对应的输出功率具有间歇性，分布式光伏并网，使电网由单一电源结构变为多电源结构，容易出现潮流逆向流动的情况，使变电站变压器负荷大幅波动，易造成电压越限。

2.3 分布式光伏对潮流及线损的影响

传统配电网中电源单一，线路潮流是单向流动，当无源配电网接入负荷后，电网电流会从电源出发，单方向流动经输电线路进入负荷，在这系列的电流传递过程中，不可避免会产生电能损耗。电网线损的大小与电网线路上流过的电流以及线路阻抗的大小密切相关［2］。由于线路参数固定，因此可以通过减小线路上流过的电流幅值或增大导线截面积来减小系统线损。

3 降低分布式光伏接入对配电网影响的措施

在分布式光伏接入对配电网影响解决方面国内外学者进行了大量的研究，目前主要有以下几种解决措施。

3.1 坚持就地消纳，减少负荷流动

光伏并网坚持就近消纳就地平衡，屋顶分布式光伏开发建设要与开发区域内电网建设发展、用电负荷相协调，避免远距离、跨区域送电。根据电网实际估算典型低压台区可接入容量，杜绝无序安装，光伏容量一般不超过配变容量80%，极限情况不超过100%，防止接入光伏容量过大造成配变反向重过载出现过大渗透。若条件允许光伏接入容量大时，可对配变进行增容或新增配变布点，确保光伏接得进，送得出，增加负荷流动，改善电网结构。

3.2 加大电网投入力度，提升配网装备水平

积极与政府光伏规划相结合，坚持“应接尽接”原则，提前掌握光伏安装位置及容量，充分考虑台区配变容量，在电网配电方面做出相应部署，积极引导在改造完成台区接入，对不满足光伏大规模接入的要及时进行电网改造，增大导线型号，增加配变容量，安装大容量配变，逐步纳入。

3.3加强调控管理

对分布式光伏在并网点加装光伏低压智能开关，设置过电压保护，当电压超过1.1倍UP自动切断开关，确保不发生大的电压波动，同时利用利用已加装的新型采集终端、安装台区TTU等，实现台区配自功能，加大在线监测力度，实时掌握分布式光伏出力，灵活控制、精准预测、柔性调控。

4 结束语

综上所述，随着能源升级换代，电网将构建以新能源为主体的新型电力系统，分布式光伏发电作为清洁能源的重要组成部分，其高比例规模化接入已经成为配电网未来发展趋势。同时分布式光伏发电并网后配电网在电压、潮流、网损等方面会受到一定影响，随着智能配电网的发展，要充分利用大数据分析、数据可视化等技术，加强分布式电源的管理，规范分布式电源市场，促进电网的转型和发展，这样才可以保证配电网的安全稳定运行。

参考文献

［1］宋建平，王颖，许寅，等.光伏接入配电网的优化策略研 究及影响分析[J].供用电，2022，39（5）：25-32.

［2］陈长青，阳同光.计及柔性负荷的电网储能和光伏协调 规划研究[J].电力系统保护与控制，2021，49（4）:169-177.

作者简介：董青峰（1976- ），男，汉族，河南渑池人，本科，高级工程师，主要从事配电网运行管理工作。