分布式发电系统并网技术的关键问题研究

分布式发电系统并网技术的关键问题研究

沈倩倩  赵平  肖雷鸣

身份证号：331082199601217460    身份证号：330184198608180018  身份证号：130822199604116218

摘要：我国科技水平和我国各行各业的快速发展，分布式发电系统并网技术是主要技术。使传统化石能源的储量不断减少，带来的环境问题也日益突出，为了应对这些环境问题所引发的社会和经济危机，我国积极调整了能源战略，其中新能源发电成为重点发展的能源产业方向之一。光伏发电因其具有的优势，受到了广泛关注和应用。文章通过深入探讨分布式光伏并网对配电网的影响及应对对策，为实现分布式光伏发电与配电网的协调发展提供理论和实践支持，推动清洁能源的可持续发展。

关键词：分布式发电；并网技术；最大功率跟踪；并网控制

引言

分布式发电系统并网技术是提高电力系统可靠性和灵活性、减少能源消耗和环境污染的重要手段。本文通过综合分析现有研究成果，总结了分布式发电系统并网技术的关键问题。电力电子技术、并网保护技术、通信与控制技术以及并网管理技术是分布式发电系统并网技术的核心内容。研究和解决这些关键问题可以推动分布式发电系统并网技术的发展和应用，促进可再生能源的利用和普及。

1分布式发电系统并网技术的关键问题

1.1变压器反向过载

光伏发电的不连续性和不稳定性导致了发电能力强的时段与用电负荷高峰时段不匹配的问题，使电网的峰谷差进一步扩大。尤其是在午间光伏发电能力较强的时段，而用电负荷高峰集中在晚上，造成了“日间发电富余，晚上用电紧张”的局面。当光伏发电量超过电网的消纳能力时，分布式光伏发电系统会向电网反向输送电力，可能导致变压器反向过载和低压用户过电压等问题的出现。特别是在光伏容量过大的情况下，中午光伏发电达到满负荷时，这些问题更加突出。分布式光伏接入还可能引发低压用户过电压问题，其变化幅度与接入容量及位置密切相关。多数地区的分布式光伏站点在并网后出现了过电压现象，进一步凸显了这一问题的严重性。如何有效解决光伏发电的间歇性和不稳定性，以及光伏接入后可能引发的电网安全和稳定性问题，是当前光伏发电系统面临的重要挑战。

1.2泄漏电流

如果在特定的条件下，分布式光伏并网系统会存在接地故障或设备故障，当出现故障，会导致电流从电路中流出，没有完全返回电源，这部分泄漏的电流可能会对人身安全和设备运行产生不利影响。当光伏发电系统或逆变器等设备存在接地故障时，会导致部分电流通过接地而不是返回电源，形成泄漏电流。此外，光伏发电系统中的电缆、连接器、逆变器等设备在长期使用时可能会出现老化、损坏等情况，那么电流在经过电缆、逆变器等设备时会导致电流泄漏。光伏发电系统中的逆变器等设备存在故障时，也可能会引起电流泄漏，特别是在发生电子元件故障或控制系统失效时，电流泄漏会加大。

2并网控制策略研究

2.1孤岛检测

孤岛检测用于检测电力系统中的孤岛现象，即当电网断开或与电网不再同步时，发电设备（如太阳能电池、风力发电机等）仍然继续供电给局部负载，形成一个孤岛。这种孤岛现象可能对电力系统的安全性和可靠性造成潜在危害，因此需要进行孤岛检测来确保系统正常运行。常见的孤岛检测方法有：（１）电压比较法。通过比较光伏系统输出电压与电网电压，如果两者相差超过一定阈值，则判断为电网断电或故障，触发光伏系统切换到与电网隔离的状态。（２）频率漂移法。通过监测光伏系统输出电流的频率，如果频率与电网频率存在差异，则判断为电网断电或故障，触发光伏系统切换到与电网隔离的状态；（３）无功功率检测法。通过监测光伏系统的无功功率，当光伏系统输出的无功功率超过一定阈值时，判断为电网断电或故障，触发光伏系统切换到与电网隔离的状态；（４）频率振荡法。通过检测电网频率的变化情况，当电网频率出现频繁的振荡时，判断为电网断电或故障，触发光伏系统切换到与电网隔离的状态；（５）电压相位差法。通过监测光伏系统输出电压与电网电压的相位差，当相位差超过一定阈值时，判断为电网断电或故障，触发光伏系统切换到与电网隔离的状态。在实际应用中需要根据具体情况选择合适的方法进行光伏并网孤岛检测。

2.2单站预测与区域预测

单站预报是针对单个风电场或光伏电站的发电功率进行预报，而区域预报则是针对一定地区内多个风电场或光伏电站的发电功率进行预报。区域预报既可直接预报，也可通过区域可预报站模型预报，再通过直接叠加或统计升尺度方法获得预报。直接叠加就是通过对该地区所有站点的预报数据简单叠加，得出一个地区的总共预报结果。这种方法虽然计算简便，但是其预测的准确性很大程度上受该地区各个站点的预报结果的影响，并且要求该地区的全部站点都是可以预报的，因此，如果一个站点的预报结果不准确，就不能获得该地区的全部电力预报。

2.3制订电能管理和调度策略

为了降低分布式光伏发电对配电网的影响，制订电能管理和调度策略是至关重要的。需建立智能电能管理系统，通过实时监测、数据分析和预测算法，对分布式光伏发电系统的发电情况、用电需求以及电网负荷进行精准预测和管理。该系统可以根据预测结果合理安排分布式光伏发电系统的发电量，并与电网负荷需求进行匹配，实现电能的有效调度和分配。采用动态电价和差时电价等市场机制，引导用户在光伏发电充足时增加用电，或在电能紧缺时减少用电，从而平衡光伏发电系统和电网之间的电能供需关系，同时可以通过设立电能储备和交易市场，鼓励用户自愿参与电能交易，实现供需的动态平衡和灵活调配。通过应用分布式光伏发电系统与储能系统的组合应用，将多余的光伏发电电能存储起来，以备不时之需，减少向电网反馈的电能量。在制订电能管理和调度策略时，还应充分考虑电网的安全稳定性和运行效率，避免发生过载、电压失调等问题，保障电网的正常运行。

2.4实时检测分布式光伏设备

要对分布式光伏设备进行实时检测，可以配备远程监测系统，实时监测分布式光伏设备的运行状态和性能参数。例如，在远程监测系统中安装传感器、数据采集装置以及远程监控软件，实现对光伏设备的远程监测和管理，并对分布式光伏设备进行实时数据采集，主要采集发电功率、电压、电流、温度等参数，通过现场数据采集设备或者与逆变器等设备连接的数据接口实现，实时获取设备的运行数据。在进行检测的过程中，要设置异常报警机制，当监测到光伏设备出现异常情况时，及时发送警报并采取相应的处理措施。设计监测系统的报警功能，当监测系统发现设备故障时，预警功能能及时进行语音播报等预警，使人们能够及时解决设备故障或异常运行情况。

结语

分布式光伏并网对电能质量的影响，不仅可以让分布式光伏并网充分发挥出自己的优势，节约能源，还能让电网更加稳定，使电力供应效率得到提升。通过优化系统并网控制策略,可以提高光伏发电系统的运行效率、稳定性和兼容性,实现与电网的协调运行,这将有助于光伏发电技术的更广泛应用和可持续发展。我国的并网技术已经逐渐被人们的生活和工作所采用，尽管它还存在着一些缺陷，但是它在电能的控制上有着很大的作用，同时也对改善人们的用电质量起到了积极的影响。

参考文献

[1]侯杰.探究风力发电并网技术的应用及电能质量控制策略[J].中国设备工程,2021(21):261-263.

[2]周利鹏.风力发电并网技术及电能质量控制措施探讨[J].科技创新导报,2018,15(36):70-71.

[3]吕昶.发电并网技术及电能质量控制措施探讨[J].科技视界,2017(28):131+139.