浅析分布式光伏并网对电能质量的影响及对策

陆志繁

摘要：作为一种重要的新能源利用途径，分布式光伏并网不断渗透使得配电网的电能质量水平也会从某种程度上受到影响，引发配电网的输出功率随机性、波动性和不可调和性，配电网也非常容易出现闪变或者是电压波动等状况。因此分布式光伏并入配电网络必须要采取更加合理的方式，才能保障整个电力系统运行的稳定性和安全性。本文主要对分布式光伏并网对配电网店的质量的影响进行探讨，并提出了相应的应对措施。

关键词：分布式光伏并网;电能质量;配电网

引言

在我国工业经济快速发展过程中传统石化能源的消耗不断加剧，由此不仅导致了严重的生态环境破坏，而且也进一步加剧了温室效应，在此情形下人们对新能源技术的应用更加关注。在新能源发电技术中光伏发电属于一个非常重要的组成部分，光伏发电技术在我国也取得了快速发展。但是配电网来并入分布式网络的过程中会受到一定影响，因此必须要不断提升分布式光伏并网应用效果，这样才能有效改善配电网络的电能质量。

1 分布式光伏并网对电能质量的影响分析

随着我国分布式光伏电源在配电网运行中渗透率的不断提升，传统电力系统运行在一定程度上受到影响，而且也会对配电网整体电能质量产生影响。分布式光伏通常情况下是在配电箱末端位置介入，非常接近终端负荷电气，因此可以实现就近供给电能，也可以让馈线中的功率传输得到有效控制;而且也可以就地实现无功补偿，能够很好的发挥出接入点电压的支撑作用[1]。分布式光伏并网发电与其他新能源可以实现同步并网，形成与电网的互相支撑关系，这样就能够充分发挥出平抑系统扰动、频率稳定和保持电压的;当配电网络发生自然灾害或大规模停电的情况下，可以通过光伏发电重要的用电设施独立提供电力供应。

传统配电网由于采取的是单一电源模式，在线路潮流方向上的电压呈现出依次降低的趋势。在接入分布式光伏之后电网的潮流分布模式会被改变，也会使得各负荷节点位置的馈线电压被抬高，由此很可能引发负荷侧电压越限现象。另外，太阳辐射强度、气温和光照程度等自然因素都会对分布式光伏发电输出功率产生影响，导致其输出电压出现不稳定现象。例如光照强度降为0的时候，光伏电源的动力输出也将下降为0，在这种情况下负荷电压会相应下降，此时需要通过配电网的支撑来实现电压恢复，如果光照清强度不能及时恢复的情况下，额定电压也会出现下降现象。由此可以知道光照及强度不足的情况下会导致整个配电网络出现电压不足，进而影响电力设备的整体运行。此外环境温度也会对光伏发电的电压稳定性产生影响。在其他环境保持不变的情况下，如果环境温度逐渐上升的情况下会导致光伏电源功率输出能力下降，进而影响配电网络的整体稳定性，但是此时电压不会受到影响，因此在光伏电源应用的过程中必须要对环境温度进行合理控制。当光伏输出较大的情况下整个配电网络如果缺乏充足无功调节设备，就非常容易引发负荷潮流波动现象，进而产生电压偏差，电网正常运行过程中的电压调节难度也将更大。此外光伏发电还会受到各类自然因素影响而出现不稳定性和间接性，从而使电网电压产生波动和闪变现象。光伏发电系统在进行并网、或孤岛运行转换时非常容易导致输出功率产生波动，在这种情况下并网端或者是其他节点也容易出现电压波动和闪变现象[2]。另外，当出现短路故障的情况下光伏电源的有功功率会快速增加，当短路故障消除之后逐步恢复，但是其与故障前的有功功率相比较更低;而电压值在出现短路故障的情况下也会出现明显下降，短路故障排除之后电压值能够快速恢复。光伏电源与配电网末端之间的距离越近其渗透率就会越高，因此需要对配电网中光伏供电的比重进行合理控制，这样才能有效避免电网出现运行故障而而对电能质量产生影响，在实际操作过程中应该对系统整体的运行负荷进行有效控制，同时对发电设备总容量进行合理削减，这样才能让电能利用率得到整体提升，并充分保障配电网络运行的稳定性。

2 分布式光伏并网对电能质量影响的改善措施

2.1 配电网运行安全保障

（1）继电保护。当整个配电网络中出现两相或三相短路故障的情况下，必须要保障分布式光伏电源实际提供短路电流是额定电流的1.5倍;如果短路故障发生在并网点下游位置，分布式光伏主电源实际提供的短路电流就会相应减小，而且系统的短路容量、分布式发电接入容量与减小幅度之间存在正相关关系[3]。

（2）自动化。针对分布式光伏发电对配电网短路造成的影响可以充分利用重合闸与分布式光伏发电脱网特性结合的方法进行有效消除：首先变电站应该将重合闸延时时间相应增加2.5～3.5s;针对终端传输电流信号不予保持，或者严格将该信号的保持时间控制在1s的范围内;如果分布式光伏电源并往后的发电容量一旦超过配电线路整体容量25%的情况下，需要对配电终端故障信息的上报定值进行重新整定，根据具体状况来合理提升设定值。

2.2 检修安全

要针對分布式光伏并网配电网络检修管理规程进行及时修订，并不断强化各项检修管理措施落实，以此来保障分布式光伏电源并网的安全性。通过大量的实验检验及现场进行观察可以发现，分布式光伏并网必然会产生孤岛效应，因此必须要将配电网相关配套设施的作用发挥出来，都是针对分布式光伏并网系统制定出更加合理的配电检修管理措施，这样才能有效避免送出线路检修过程中出现各种隐患[4]。

2.3 加强技术创新

我国目前分布式光伏并网配电系统的应用规模正在不断扩大，这也严重削弱了电力企业的电网控制能力。因此作为电力企业要不断强化技术创新和应用，加强对先进技术的研究来实现信息数据采集渠道进一步拓展。充分发挥信息平台的作用来全面采集各区域分布式电源信息。目前在电力行业中已经出现了一些主站平台、就地监控装置新型的电力管理装置，这个对于电网企业强化电网运行管理水平有积极作用。电力企业可以充分应用主站平台来是实现各类数据的采集、发布、存储和应用，同时也可以实现集中调度控制，在此基础上就可以实现整个配电网络中数据信息的采集。借助科学的分析技术进行数据处理后，可以为后续开展电网检修、运维、调度等提供充足的数据参考。通过对装置运行状况进行及时监控后电力企业可以及时实现数据采集和上报，同时也可以及时相应主站平台发出的各类调度指令，进而有效控制分布式光伏并网电网。我国当前分布式光伏并网电网的应用规模在不断扩大，这也是未来配电网发展过程中的一种主要供电模式。因此相关企业必须要在科技创新和研究方面不断加大力度，持续推出新型管理装置，这样才能实现对配电网控制能力的全面提升。

2.4 强化电网和分布式光伏协调控制

太阳辐射能是分布式光伏并网发电的主要能源，因此，光照强度、气候等因素会对分布式光伏发电产生极大影响，进而使分布式光伏发电出现运行不稳定现象。分布式光伏发电应用规模的不断扩大會导致配电网的运行受到巨大影响。因此，企业在实际应用分布式光伏发电并网的过程中，要加强配电网与分布式光伏发电的协调控制，这样才能有效消除分布式光伏并网带来的影响。因此作为电力企业必须要对分布式光伏并网电网不断加强研究，同时对如何实现功夫是分布电源并网与配网的协调进行深入研究。

2.5 配电网中心控制层

当分布式光伏发电系统受到配电网系统的调度指令之后，需要严格按照设计配比来设置逆变器输出功率。光伏列阵的在实际运行过程中其输出功率会存在间歇性和波动性。当出现功率不匹配现象的情况下，可以充分借助于超级电容的储能装置对异常功率进行调节，通过这种方式让配电网的调度得到稳定执行，同时也能够让配电网的电能质量得到全面提升。

配电网在运行过程中出现了10%以上的电压偏差，需要对分布式光伏电源系统电压进行紧急调用。以这种方式来实现容量问题的有效解决，同时也能够有效避免逆变器出现过流现象。如果配电网电压出现下降的情况下，分布式电源的输出功率也会相应下降，在这种情况下就可以达到最大可用容量，从而对无供电的运行进行有效提升，同时也能够使配电网的电能质量。

3 结束语

分布式光伏发电与我国的可持续发展现状完全相符，对改善环境也有积极促进作用，但是由于其发电设备具有一定特殊性，会对配电网发电质量产生一定影响，必须要采取合理措施进行干预，才能促进电力行业的健康发展。

参考文献：

[1]邵尹池，李海雨，陈璨，刘阳，巩宇，高涵冰.规模化扶贫光伏接入对冀北农网电能质量的影响[J].供用电，2020，37（12）：46-53.

[2]黄亚峰，刘思驿，庞松岭，高昌龙.基于自适应权重PSO算法的分布式光伏并网极限容量计算[J].广东电力，2020，33（04）：34-40.

[3]刘成.某市分布式光伏和充电桩并网对公共电网电能质量的影响分析[J].红水河，2019，38（03）：48-53.

[4]李梦佳，梁龙金，姜文，公政，郑冉，公茂法.考虑电能质量约束的配电网光伏最大准入容量研究[J].电子质量，2019（03）：9-12.