分布式电源光伏发电对低压电网的影响

黄骏

摘  要：随着我国国民经济的迅猛发展，城市化进程的深入进行，城市电力配电网络的供电范围以及电力负荷日益增加，而传统的发电技术由于其电力转化效率较低，排放污染量大难以满足城市发展与经济建设的需要。作为发电技术发展的新阶段，分布式光伏凭借自身在投入成本、使用寿命、无污染、稳定性方面的优势，逐渐成为我国发电技术发展的主流。因此对于分布式光伏发电对低压电网络的影响以及对策的研究就有着十分重大的现实意义。

关键词：分布式;电源;光伏发电;低压电网;影响

1分布式光伏发电的概念

太阳能是一种分布广泛的清洁能源，分布式光伏发电通过对太阳能的有效利用，可以有效降低化石能源的使用，因此具有广阔发展前景。太阳能发电有两种方式，分别是光-热-电方式以及光-电方式。前者效率低、成本高，一般不采用。后者就是我们所说的光伏发电，即利用光生伏特效应将光能直接变为电能的技术。分布式光伏发电是指位于用户附近，所发电能就地利用，以10kV及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过6MW的光伏发电项目。

2分布式光伏发电的并网要求

2.1分布式光伏发电系统的接入方式

分布式光伏发电的并网要求与常规大电网、低压电网存在差异，要求在尝试并网时，首先满足安全性要求，避免低压电网过高的电压和较大电流对分布式电源造成破坏，一般应用变压器进行处理，同时要求并网后两个系统能够正常进行电能的输送。如果并网点电压上的差异较为明显，应保证分布式光伏发电系统的容量，在低压电网端变压器供电区域总负荷的25%以下。此外，并网点的短路电流不得超过分布式光伏发电系统额定电流的十分之一。

2.2分布式光伏发电系统电能质量和其他要求

光伏发电在我国尚处于发展阶段，其电能质量参差不齐，需要在并网前做好评估工作。电能评估的指标较为多样，包括电源容量、并网方式、变流器型号等。分布式光伏发电系统并网后，发送的电能以及向周边地区交流电网提供的电能，在电压偏差、谐波、闪变、电压波动、谐波等各个方面也必须满足国家标准。其他要求还包括分布式光伏发电系统的电压和功率控制，在并网前，低压电网一端的电流和电压通常是基本稳定的，功率的变化也带有规律性特点。并网后，为保证系统工作效果，要求分布式光伏发电系统能够对功率和电压进行调节。

3分布式电源与光伏发电并网对低压电网的影响

3.1对潮流分布的影响

分布式电源光伏发电系统与传统电源系统相比有着较大的差异，主要表现在分布式电源光伏发电系统容易受到外部环境因素的干扰，比如阳光辐射、温度等，都会使得其输出功率产生变动，并且呈现出浮动性的特点。但这一变化也有规律可循，通常情况下，若是晴天光伏发电的力度较强，配电系统便能够正常运行，而如果是乌云密布或者阴雨天气，那么光伏发电的力度相对较弱。同时，在传统的低压配电网系统中，其结构主要为辐射式，并将电源连接在用户端模处，而在分布式电源与光伏发电并网运行后，一定程度上增加了低压配电网中电源的数量，使得潮流分布更加复杂化，可能会出现逆流的问题，进而影响低压电网的电压，使其变得混乱。此外，分布式电源的容量及连接部位也会对低压配电网的潮流大小产生影响，使其产生波动。

3.2对电能质量的影响

3.2.1使电压产生偏差与波动

在分布式电源与光伏发电并网运行之后，会使得潮流分布变动复杂化，容易出现逆流问题，一旦这一问题发生，会降低传输功率，从而引起负荷电压上升，导致电压偏差。同时，光伏电源在配电网系统中属于关键部分，如果出力程度不同会引起潮流发生变化，而系统自身并不完全具备对其控制的能力。如果相关的工作人员没有按照规定开启或者关闭分布式电源，那么在其接入和退出系统时，输出功率可能会发生大幅度的变化，从而引起电压较大波动和闪变。

3.2.2引发谐波污染和孤岛问题

在分布式电源与光伏发电并网运行期间，逆变器将输出的直流电转变成交流电，很有可能会引发谐波污染问题。通常情况下，需要工作人员设置滤波器，以此对光伏容量较低的电源进行控制，从而防止谐波污染出现。但随着分布式电源与光伏发电并网运行的规模越来越大，低压电网中电量也日益增长，通过滤波器来控制的方式效果并不佳，还需要相关的技术人员进一步研究和实践，尽快解决这一问题。此外，在分布式电源与光伏发电并网运行之后，也会造成孤岛效应。当大电网遇到故障问题时，有可能会不再进行供电，而分布式光伏发电系统端如果不了解该情况，仍然照常进行供电，则会造成电能被浪费，同时也会对电网检修维护人员造成伤害，尤其是随着并网运行系统敷设的面积越来越大，孤岛面积也会随之加大，则会严重影响人类和电力设备的正常工作。即使恢复了供电，配电网系统也会有三相负荷的问题，并出现欠相供电。

4促进分布式光伏发电与电网和谐发展的应对措施

4.1管理方面

在管理方面首先，光伏发电项目业主必须与供电公司的调度控制中心签订并网调度协议。电力系统运行值班人员必须服从电网调度机构的统一调度，遵守调度规则，服从调度命令。其次，分布式光伏发电项目需要按照电压等级纳入供电公司调控中心调度运行管理。在调节中心的实时监控下，光伏电站并网设备的状态及并网电压、电流、有功功率、无功功率、发电量等信息被上传到调度控制系统。最后，20MW及以上光伏电站应进行功率预测，并根据预测结果编制发电功率、上网电量的预测和申报，按时向所辖电网调度机构提交分日日发电计划曲线、日最大发电量、可调节功率范围和日光照度预测曲线等。

4.2技术方面

在技术方面首先，分布式光伏系统的电压偏移、谐波、闪变和电压波动、三相不平衡等电能质量指标应符合电能质量国家标准。在分布式光伏系统中安装符合国家标准要求的A类电能质量监测设备。其次，继电保护装置。针对新形势，我国在研究各地区电网运行状况的基础上，制定了光伏电站接入电网的相关法律法规。建设分布式发电站并网时，由于地域的差异，在建设时应根据实际问题进行分析，并结合相关的法律法规对其进行继电保护，在光伏电子线路侧面安装继电保护装置，从而科学地对线路进行保护，并根据线路的实际情况，合理地安装超压或欠压等保护装置，使其能及时接受断电指令，但在分布式光伏发电站建设时，其所使用的保护配置應符合电站建设的要求，以使保护配置更有效。再次，并网控制。并网控制技术主要包括以下几个方面：并网逆变器的分配方式和能源来源渠道的多样性，使发电站在并网运行时，对电网的规范性和协调性有了更大的增强。当进行改造分布式光伏电站建设时，应检测到无盲区孤岛。从而实现发电系统相关特性作为凭证，进而深入研究电网的电气性能指标。最后，光伏电站通过专用线路与公用电网连接。一般联络线配置如下保护：光纤差动保护，三相两段式方向闭锁过电流保护，频率电压解列，逆功率保护，重合闸（可选配），防孤岛保护等。光伏电站接线与用户内部电网连接后，接入公用电网，接线连接时选择性配置保护措施。根据需要可选配三相两段式方向闭锁过流保护，检定无压重合闸装置等。

5结束语

分布式光伏并网对于电网系统影响较大，随着规模的扩大，这种影响愈加明显。这就要求电力企业能够推动技术创新，合理规划，加强分布式光伏并网和电网协调控制，确保电网稳定运行。

参考文献

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