光伏发电接入智能配电网后的系统问题综述

摘要：随着科技的进步，我国居民生活水平的逐步提高，人们在使用电能时更加注重节能环保。光伏发电就是这样一个节约型的能源供电方式，但是在实际应用过程中还会出现诸多的问题，影响电力系统的正常供电。文章对光伏发电接入智能配电网后出现的系统问题进行论述，进而讨论如何解决光伏发电并网带来的影响，旨在为创造绿色节能的供电模式做出贡献。

关键词：节能环保；光伏发电；智能配电网；系统问题；供电模式

中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）30-0122-02

众所周知，光伏发电的实质是一种间歇性的电源，在接入智能电网后，会影响整个配电网的系统，对其正常的运作造成诸多的不良后果。目前，分布式电源与智能电网进行合并是国际电力行业研究的重点，如何将光伏发电接入智能配电网并保证系统的正常运行是电力工作人员一直关注的焦点。国家电网是我国的重点支柱型产业，根据我国现阶段的国情和人们的实际需要，制定了智能配电相关发展目标和具体的解决方案，从而加快我国电力产业的发展步伐。

1 我国光伏发电的现状

早在1960年，我国就开展了对光伏器具的研究，并且成功地在20世纪70年代创造出我国第一个光伏发电源。在80年代中期，能源方面的专家将美国的单硅太阳能电池和非晶体硅太阳能电池引入中国，经历了长期的研究和发展，我国的光伏发电已经进入了高速发展时代，诸多扶持政策也给予光伏产业较大的支持和保障。据不完全统计，自1997年以后我国相继建设7座光伏发电站，其中令国人骄傲的是1998年在新疆建成的1000kW光伏发电站，成为了世界上发电效率最高的光伏发电站，这项成就将我国的光伏发电事业推向了新的高度，成为了光伏发电历史的里程碑。2010年在宁夏太阳山举行的三大光伏并网发电仪式，对荒漠地区光伏发电的推广起到了很好的示范作用，对中国的新能源领域的开展具有重要的意义。在世界瞩目的2010年上海世博会上，世博会的主题项目-中国馆和主题馆的光伏发电系统取得了巨大的成功，完美地展现绿色清洁电力的魅力。我国地域宽广、幅员辽阔，国土光照十分充沛，全年的辐射总量居世界前列，并且光照资源分配得较为平均，这些得天独厚的优势决定光伏发电有着广阔前景。对于占据能源主导的煤炭，其消耗量大，并且在使用的过程中会带来诸多的污染，会对环境造成一定的影响。所以，要将环境和能源齐头并进，既要金山银山，又要绿水青山，我国政府目前已经着手开展可再生能源的技术的推广。

2 光伏发电合并网后对系统的影响

2.1 对电压质量的影响

光伏并网后会对配电网和输电网的电压控制和输送质量有一些影响，由于光伏并网系统容易受到日光照射的影响，发送的电量会发生不规则的变化，但配电网一般很少采用除了投切电容抗压器以外的调节设备进行运行，一旦发生大量的电流占据事件，很容易使配电线路上的电流产生极大的波动，从而加大了电压控制的难度，直接导致因电压不能及时调节而引起的电压超标现象。光伏并网系统电压的影响因素是由光伏并电系统的安装位置、容量等组成的。光伏并网系统发电的电源减少或者突然缺失时，如果这部分的电压由当地的配电网供应，会直接影响整个配电网的电压突然下降，对整个电力系统造成严重的破坏。

2.2 产生谐波污染

光伏发电接入智能配电网后系统的直流经过逆变转化为交流电的过程，会产生谐波，对此时的电网造成谐波污染。电网内的光伏并电网系统有时会出现超负荷的现象，这就要加强滤波器的设计，保证将直流转变成交流电时所产生的谐波对电网造成的污染在一个可控的范围内。目前，光伏发电接入智能配电网后发的电量占电网总量的比值有所上升，所以相关部门必须加大对谐波污染的重视程度，加强对谐波的管理措施，一旦管理不当，使各个谐波源的能量相互叠加，极有可能达到电能质量不可接受的谐波量，如果当供电系统内出现多个谐波源时，可能会激发并电系统内其他的谐振，导致严重的后果。

2.3 引起系统结构和潮流的改变

光伏发电接入智能配电网后，会改变电网系统内部的负荷量，电流会出现分布不均匀的现象，另外在并网之后电网整体的结构也发生了相应的改变，会直接导致无法正常的供电，影响人们的生活和工作，会造成严重的后果，阻碍电力产业的长久发展。此外，光伏发电接入智能配电网后，整个供电系统的电流会出现不规则的交替、转化的情况，会影响整个供电系统潮流变化的随机性，从而影响了整个电网系统潮流工作的正常运转。目前，我国电力研究人员正在加大力度研究切实可行的办法，来解决潮流变化的问题。研究人员从多个角度考虑，希望可以建设一个稳定的电网系统或者发挥潮流的优势，建造一个配电潮流系统，有效地利用潮流为电力的输送做出贡献。

3 如何解决光伏发电合并网后带来的问题

3.1 优化调度和协调运行

光伏发电接入智能配电网后会对原来的电网系统造成冲击，所以要对并网后的系统进行优化调度和协调运行。光伏发电接入智能配电网后首先应该满足整体区域的正常供电，在必要的情况下还可以通过新的配电网系统对全网的电能进行合理的调度，使其经济地运行，如此灵活的电力调度，使电力系统可以不受光照、阴雨天气等因素的影响正常运行。在实际电力系统运行过程中，配电网会面临具有高渗透率的光伏电源接入，所以电力研究人员要提高对大规模分布式电源接入配电网的影响状况的分析，掌握配电网对此类电能的消化机理，从而找出平衡二者的办法，对其进行有效的控制，解决光伏发电接入智能配电网后的问题。据不完全统计，在风力资源匮乏的季节，风电输出会低于用电需求，光伏发电的供电保证率好，此时的电能输出比风能发电更具有稳定性。我国在开采电能的过程中，越来越注重节能环保的理念，风能和光能的互补可以将环保的精神贯彻供电的始终，可以充分地利用分储式的能源装置，使电能的传输更加安全、稳定、可靠。所以，此类混合可再生的能源可以有效地对发电系统的运行进行协调处理，从而深入研究存在的问题，获取最大的效益。对于高级的配电运行框架，要对可再生能源进行互联和接口的研究，这种混合式的并网发电系统会对不同的负荷、电网电价的波动进行有效的控制。endprint

3.2 规划含光伏电源的智能配电网

光伏发电接入智能配电网后会对原来的系统造成诸多影响，所以要对含光伏电源的智能配电网进行合理的规划。电力用户接入大量的分布式电源会难以预计负荷的增长量和具体的分布情况，并且对电网的结构造成了难以预计的影响。分布式电源多样化的特性使得电力工作者对电源结构设计存在一定困难。对含光伏电源的智能配电网进行规划是电力产业一项长期的任务，电力方面的相关专家和学者从光伏接入点和电网网络规划的角度进行了长期详细的研究，但目前这些研究仍然停留在理论基础阶段，没有形成整体的光伏发电接入智能配电网后的规划和设计。为了建设强大的智能配电网电力系统，合理地对含光伏发电系统建设智能供电网络成为了重要的措施。要对智能配电网的终端系统进行优化配置，加强对电网客户负荷量的分析，结合系统的优化等相关的办法，从设计、流程、内容、具体实施等角度进行改进，旨在提高光伏发电接入智能配电网后电能的传输效率，保证人们正常的用电需求。

3.3 继电保护的设计

光伏发电接入智能配电网后，整个配电网将成为具有多个电源的系统，这直接影响继电保护的方向性，需要电力研究人员重新考虑正确地对继电保护装置进行设计和应用。当前，我国解决继电保护装置的设计和应用有两种办法，即切源办法和孤岛办法。切源办法顾名思义就是切断电源，旨在出现任何故障的时候，立即切断所有的分布式电源，并且采取有效的保护措施。虽然切源办法可以有效地控制继电设备的方向性，但同时也降低了电源的速动性和可靠性，在切断电源的时候要充分考虑电源切断与排除电流故障的时间以及速断等问题。孤岛办法就是将多个配电网变为独立运行的“孤岛”。孤岛办法主要是针对切断电源办法中的时间配合、速断等问题，在电网出现故障时，可以保证电力系统的正常运行，尽可能地用分布式电源进行供电，缩小停电的范围，将损失降到最低。

4 结语

综上所述，电力作为我国的支柱性产业，为我国的国民经济做出了巨大的贡献。保证国民经济的正常发展就是保证人民的切身利益，使人们的生活水平得到提高，促进各行各业的生产和发展。所以，要重视电力系统的正常运行，加强对电力系统安全的防护措施，并不断完善网络监管系统，对电网的运行实施全方位的严密监控，保障电力的正常传输，供电系统的稳定运行，促进我国经济绿色可持续发展。

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作者简介：陈振兴（1986-），男，江西景德镇人，供职于江西省景德镇市供电公司。endprint