分布式光伏发电系统的并网技术应用

李家鹏 王豫昊

摘要：在国家的重视下，国内光伏发电产业规模持续壮大，充分地利用了太阳能，保障光伏发电的稳定性。光伏并网发电系统利用了光电效应原理，依托太阳能电池阵列、控制器、蓄电池和逆变器的相互协作，通过可靠的技术，提高电网体系的能源效率。分布式发电的优势不言而喻，但是其劣势亦显而易见，尤其是分布式电源与电网并入中，对于接入系统设计提出了极大的挑战。为了确保并网策略及负荷的协调运行，还需要不断完善并网的技术方案，实现可靠并网的安全稳定，助推分布式光伏发电的可持续发展。

关键词：分布式;光伏发电;并网技术

1 分布式光伏发电发展特点

随着分布式光伏发电系统的稳定，为了响应国家政策，分布式光伏发电项目除了满足自身电力需求之外，还可以将剩余的发电量并入国家电网。为了提升并网技术的效率和质量，还需要明晰并网技术与主网变电站设备的关联。首先，并网应用会导致电网馈线结构复杂化，造成功率导向收到不同程度的影响，对于故障电流的分布产生一定的干扰，使得系统电压处于变化之中。其次，光伏并网会引发绝缘损坏的风险，特别针对主变中性点而言更是不容忽视。昀后，在主供电源消失时，电压与频率会产生不正确动作，造成母线失压的潜在风险。此外高次谐波与不稳定性的发电功率，会对主网电能质量产生污染影响。

基于就近发电、并网、转换和使用的导向下，光伏电站的发电量随之上升，还可以避免电力损耗问题，这是分布式光伏发电区别于传统光伏发电的核心所在。（1）以往光伏产业发展多处于地处偏远、光照充足的区域。虽然电能产量较大，但是并网难度问题成为困扰产业的不利因素，造成电能资源的巨大浪费。而分布式光伏发电以家庭或单位为主，多集中于城市内部或周边，电网稍加改造便可以并网。（2）分布式光伏发电系统具有极强的可靠性，通过各电站相互独立的配置，参與运行的系统较少，可以实现自行控制，能够有效应对大规模停电事故，对于集中供电具有极强的帮助。

近年来，我国光伏产业出口受阻，这也暴露出中国光伏产业发展存在的问题，表现出内需活力的不足，而且过于依赖国外市场。反观分布式光伏发电市场前景十分广阔，在逐步扩大的规模下，不仅从家庭和企业供电拓展到交通监控、道路照明，而且在交通监控和景观照明中也取得了不错的发展。未来分布式光伏发电在国家的重视和鼓励下，新增备案总规模不断提升。

以分布式光伏发电为主线，势必成为新能源产业发展的主流，不仅未来前景光明广阔，而且符合光伏产业未来的趋向。

2 太阳能发电与并网技术

光伏特性效应发电是太阳能发电技术的主要特征，在我国并网技术现状下，兼续大规模集中开发与分散开发，实现了中高压接入与低电压就地接入并举的特点。

关键技术。在分布式光伏发电系统中，核心技术包括组件的绝缘技术、孤岛效应保护技术、昀大功率跟踪技术、夜间零耗电技术、阳能并网技术、电能双向计量技术以及电磁兼容性技术。

并网技术面临的压力。受电能质量等因素的影响，容易出现三相电流不平衡的情形，从而引发输出功率与产生谐波的闪变。受此影响光伏电源会产生电压波动，且变化幅度大。面对自身不具备惯量的属性，在电网自动化系统以及电压无功控制的指标约束下，电能计量计费技术问题生成多电源结构保护，对于后续运行控制措施产生促动。

分布式并网的原则。通过调查发现，现有光伏并网系统在标准与规范中，受可靠性和安全运行缺失的影响，导致电网规划存在极大的局限性。一方面，标准严重滞后，检测标准和管理体系尚未健全。这就需要在加强接入电网技术规定的安全性，加装在线检测装置，提升电能质量要求，按照不可逆接入方式划分做好安全与保护的并网性能。另一方面，分布式并网要减少对电网供电的依赖，做好光伏电站等级分类的划分，提升差额的补偿与外送，降低光伏电站的占地面积，利用电能双向计量技术实现并网逆变器谐波的科研水平。

3 光伏并网发电系统的设计

在光伏发电系统的众多项目当中，光伏并网发电系统的优势不言而喻。借助逆变器的核心作用，能够实现为社会用电提供服务的目标。利用光伏电池阵列、光伏并网发电系统以及功率跟踪器的相互协调，不仅对于传统电能的供应压力带来了释放，而且有助于电网智能化的推进。对于太阳能资源的高效利用具有不可替代的价值与优势。

结合分布式光伏发电系统的趋势，结合发电系统光伏并网关键技术的设计能力与趋势，为了实现分布式光伏发电系统取得昀佳化的效益，一定要明晰系统中的关键技术，以昀大功率点跟踪技术为依托，确保电导增量法和扰动观察法的和谐应用，发挥二者辅助协调化优势，不仅可以掌握系统中的昀大功率点，还可以观察并比对波动的状态，实现电导数据的瞬间运行，为主动调节光伏并网发电系统奠定坚实的基础和保障。与此同时，在并网逆变器控制技术中，由于使用了直接控制的方式，为此电流内环和电压环设计更加合理，从中也体现出保持同频电流的优势。既反映了分布式电源并网技术存在的弊端以及改进的趋向，同时表面了引入分布式电源并网技术的可行性必要。在不断发展的社会背景下，分布式电源并网技术应用，要想发挥其灵活性优势，必须要以可靠性为基础，实现储能和调用。在此基础上，加强注重技术安全的控制，做好高效率的缓冲应用，将安全性、可靠性的电源并网技术与技术缺陷的改进对接，实现并网发电系统的应用可持续发展。

4 分布式光伏发电技术的发展

分布式光伏发电进一步提高了能源利用率，要充分利用太阳能，将其就地发电、消纳性能发挥得淋漓尽致，同时强化大电网系统的抗灾害能力。基于此，要在并网技术条件方面下大功夫，实现配电系统的分散式管理，一旦出现稳定性与安全运行不协调的现象，可以利用中、低压配电系统实现电网输送能力的促进与优化。在并网技术条件的综合考虑区域上，有效要基于穿透率和逆功率的特点，发挥波动性与随机性特征，结合电网与分布式光伏发电系统之间的关系，在光伏发电系统集成体系的开发进程中，确保光伏发电系统在设计准则的基础上，实现性能较高的逆变设备，（1）减少对电网的负面影响;（2）提升发电、配电的安全性。在此基础上，做好穿透率与逆功率的平衡协调，严格依照研究标准额属性划分，在分布式光伏发电系统的创新机制中保持领先效应。为此压迫加强电系统的设计准则，按照光伏发电系统的穿透率需要，在配电网与分布式光伏发电系统中，以输送能力因素为考虑内涵，不断加强供电系统的储能量，拓宽电能覆盖范围，实现动态化的功率调整，为供电系统收纳电力拓宽电能覆盖范围奠定坚实基础。

5 结语

随着分布式光伏发电产业的快速发展，光伏并网发电系统日趋成熟和稳定，但是要想在短期内代替传统并不现实。受输送能力以及并网技术条件等因素的制约影响，在技术的开发环节还需从全局出发，统筹兼顾地实现调度方式的灵活性，避免逆功率现象的产生。作为集中供能系统的有效补充，分布式光伏发电系统要落实安全保护技术，配备相应的预警装置，从设计方案和光伏系统的运行方式入手，利用策划及现场实践推进系统技术的应用。

参考文献

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[2]史梓男，金强，李敬如.分布式光伏发电接入配电网消纳能力新指标研究[J].中国电业（技术版），2014（06）：69-72.