分布式光伏接入下的配电自动化系统适应性探讨

卢国惠

摘 要：近年来，随着光伏产业的不断发展，装机容量呈现出爆炸式增长，越来越多分布式光伏接入电网配电自动化系统中。而配电自动化是一个体量大而且复杂的体系，大量的分布式光伏接入到其中，必然会带来一些冲击，所以需要认真研究两者的特征，逐步调节两者的适应性关系。文章主要从两个方面展开叙述，分别为：分布式光伏的大量接入对配电自动化系统的影响；为适应分布式光伏的大量接入，对配电自动化系统进行的调整方法，以及针对未来分布式光伏的发展趋势，对配电自动化系统进行技术方案的规划。文章对分布式光伏接入到配电自动化系统研究工作，具有重要的参考价值。

关键词：分布式光伏 配电自动化 系统适应性 调整

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（a）-0004-02

分布式光伏的应用，能够充分利用资源、节约能源，符合国家节能减排、低碳发展政策及可持续发展的战略目标，对未来电网行业影响深远。传统的配电自动化系统均为中低压模式，分布式光伏的接入将改变这种模式和运作形式，使配电系统从原来的垂直辐射式结构转变为水平电源网络结构。随着分布式光伏接入的增多，其电容量也会不断增大，当容量超过某个阈值时，常规的配电自动化系统控制技术将无法发挥其应有的作用。此时，传统配电网的许多功能将不能正常运转：继电保护装置失效、短路电流水平不正常、自动化系统不运作等。因此，对于分布式光伏接入配电自动化系统，二者之间的适应性研究非常重要。目前，国家前后在23个城市核心区建成基于故障定位策略的配电自动化系统试点工程并投入运行，为了更好地适应分布式光伏大量接入已建成的配电自动化系统，需要挖掘两者各自的特征，深入研究两者的适应性关系，通过不断的策略调整，使二者高效融合。

1 分布式光伏接入对配电自动化系统的影响

1.1 分布式光伏接入会影响配电网的电压，增加运行监控的工作量

分布式光伏接入电网会改变配电网体系的潮流走向，进而影响配电网的电压分布。一般情况下，当小容量分布式光伏接入配电网时，分布式光伏能对配电网的电压起到巩固及补充作用；一旦大规模、大容量分布式光伏接入，将会给电网带来极大的冲击，其结果是配电网电压发生剧烈的波动。当分布式光伏接入到配电网中馈线的下游，并且随着光伏容量的增大，母线电压也随之升高，此时分布式光伏对配电网的电压影响也不断加剧。如果接入的配电网是单电源、垂直、辐射结构，则分布式光伏无论从何处接入，配电网中馈线末端的电压都会发生很大的变动。此外，因为分布式光伏的容量和配电网中馈线的长度决定着光伏的功率，而功率又与电压关联，所以配电网的电压也会受到光伏容量和馈线长度的影响，其中，配电网电压受光伏输出功率的影响最为严重。

1.2 分布式光伏接入配电网，会对馈线自动化产生影响

一般情况下，配电自动化系统采用的故障分析方式是短路电流法，通过观察短路电流的上报信号，确定短路电流在整个配电网的分布情况，从而确定故障区域。如果某个区域有故障，则此区域只有一个端点会上报短路电流信号；如果其他端点也发出短路电流信号，则不能确定这个区域有故障。在分布式光伏接入馈线的情况下，当某个区域发生故障时，会有两个端点流过短路电流：一个是与故障区域对应的侧端点，另一个是分布式光伏与该区域连接的端点。例如，某一馈线的两个开关之间发生短路，这时短路点的电流是主电源和每个分布式光伏的加和，其值会增大，这样会导致故障段电压的增加，由物理电压、电阻的关系可知，配电网的短路电流值会降低。此外，故障馈线短路点的下游如果也接入了分布式光伏，则也会产生短路电流，当其大小超过某一值时，会导致故障区域判断失误。

电流的传统故障定位策略在一些特殊情况下是可以采用的。比如，当配电网的短路电流与分布式光伏的短路电流差值很大时，通过补救措施，适当增加短路电流的上报阈值，来辨别两种短路电流，再通过分析彼此的特征，确定故障区域。如果两种短路电流相差不大，就不能用这种方法来判断故障。在一定范围内，分布式光伏的接入不会对馈线自动化产生影响，例如，一般城市的馈线供电半径小于5km，如果分布式光伏接入的容量低于载流量的25%，还是可以采用基于电流短路上报信息的原理确定故障区域的；如果馈线半径过长，比如架空线路，则需要进一步对馈线自动化做出调整。

2 为适应分布式光伏的大量接入，对配电自动化系统进行的调整方法

2.1 配电自动化系统中实时运行监控的调整方法

分布式光伏的接入扩大了配电自动化系统实时监控的范围，提高了对电压分布监控的要求，并且随着分布式光伏的不断渗透，相互融合中出现的问题会不断增加，解决的难度也会增大。对实时监控的调整可以分为两个步骤：

第一，当分布式光伏接入容量低于25%时，可以通过增加配电自动化系统的监控功能来解决。以当前运行的监控功能为主体，增加对380V低压端光伏接入和10kV中压端光伏接入的监测和控制。实现对分布式光伏接入与脱离的安全监视，管理办法严格按照并网调度等规定执行。

第二，当分布式光伏接入容量高于25%时，在配电网自动化监控系统中，需要增设对分布式光伏进行分析的擴展功能。具体做法是对配电网采取无功优化，通过安装无功电源，进行补偿，使电压在一定范围内，降低自动化系统网损。此外，针对分布式光伏的大量接入，制定调度周期，控制各个时段分布式光伏的发电功率。

2.2 配电自动化系统中馈线自动化调整方法

《分布式电源接入电网技术规定》要求，当配电网的馈线发生故障时，分布式光伏应在2s内自动脱离电网。由此可见，配电网故障产生的短路电流可以直接使分布式光伏与电网解除连接关系，然后配合重合闸功能进行故障分析处理。具体的应对策略如下：

（1）延长配电网中重合闸的时间。故障发生后，分布式光伏在2s内自动脱离电网，与配电自动化系统解列，然后延时0.5～1s再进行断路器重合闸。如果故障为瞬时故障，则电网正常运行，分布式光伏并网逆变器检测到正常电压和频率并启动。如果故障为电网侧故障，那么开关将再次跳闸，此时配电自动化系统中故障录波装置就会采集到电网本身的故障，从而排除了分布式光伏接入的影响。

（2）现有的配电终端为了使上送的电流可靠及方便巡检，往往会延长过流信号的保持时间，但这样做的结果是会对过流信号的二次上报产生影响，所以应该对过流信号不做保留，或者保留时间控制在1秒以内。对于配电网的故障分析来说，两次过流信号的叠加分析功能是十分必要的，这更适用于架空线路中的馈线自动化。

以上两个调整方法适用于任何容量分布式光伏的接入，且不用改变配电自动化系统的硬件设备，只需在软件中稍作更改即可，简单易行。

3 结语

随着科学技术的发展，电力技术也在不断更新发展，分布式光伏接入配电自动化系统是未来配电自动化系统的发展趋势，在二者结合的初期，难免会出现一些适应性的问题，这种不适主要体现分布式光伏对馈线自动化和实时监控的影响。针对不同的适应性问题，采用相对应的处理策略对配电自动化系统进行科学合理的调整，使其与分布式光伏融合共生。希望本文内容能够助力分布式光伏的健康快速发展。

参考文献

[1] 郑伟彦.分布式光伏接入对配电自动化的影响及应对措施研究[J].中国电业技术，2015（9）：77-80.

[2] 刘健.分布式光伏接入情况下配电自动化系统的适应性[J].电力系统保护与控制，2014，42（20）：7-12.endprint