分布式光伏并网对电能质量的影响及对策

陈佳林

摘 要：近年来，我国的环境污染问题日益严峻，也面临着越发严重的能源短缺问题，在此背景下，业内人士都逐渐提高了对于光伏发电的关注，强调分布式光伏并网技术的运用。然而，由于此类发电形式的稳定性仍然有待提升，且连续性较差，具有较大的波动范围，导致此类电子元件表现出十分强烈的非线性特点。相比于以往的发电方式，此类发电模式的发电质量一般难以得到充分保障，需要深入探索可能影响电能质量的原因，并提出相应的电能质量优化对策，下文将就这一问题展开研究。

关键词：分布式光伏发电;电能质量;影响因素

一般而言，光伏发电并网系统所占据的面积相对较小，且无需消耗过多的建设成本，因此已经受到了各类人群的高度关注，并逐渐演变为炙手可热的可再生能源发电方式。近年来，光伏发电机组的规模已经得到了充分拓展，随着光伏发电量的不断提升，也相应引发了许多问题，在一定程度上影响了电能质量。为此，下文将简要介绍各类可能的电能质量影响因素，以促进电能质量提升，让电网运行的稳定性和运行效率得到切实保障。

1 分布式光伏并网对配电网的影响

1.1 电能质量

随着分布式光伏并网模式的不断发展，也相应影响了配电网的质量。在分布式光伏并网模式下，一般采取高频调制的形式，且谐波的产生风险相对较高，在一定程度上影响了光伏并网功率输出的稳定性，相应增加了电网电压快速波动的风险，可能导致其出现闪动变化。配电系统是一种较为单一的系统，可以实现在各类角色间的灵活分配，并据此实施电能收集，达到良好的电能传输及分配效果。在此背景下，可能对电能造成一定的谐波污染，同时，也可能由于电压发生持续波动而引发严重的闪变问题[1]。

1.2 电网运行控制

由于受到分布式光伏并网系统的影响，可能相应限制配电网运行的稳定性。在大规模光伏并网发电的支持下，可以实现对于太阳能的充分利用，然而，因为受到太阳强度差异和温度差异的影响，在一定程度上影响了并网功率，也相应增加了功率变化风险，使得并网功率表现出一定的不确定性。通过光伏发电系统的形式，可能相应增加电网负荷掌握难度，导致有关人员无法建立对于电网实际状态的精准把握，导致系统调度及整体计划的难度较高，且极易发生不同程度的问题。

此外，在接入相应的公共电网后，可能因分布式光伏并网发电系统故障而导致配电网电源点数量大幅增加。然而，因为电源点的分布式十分分散，相应影响了电源点的单点规模，导致后续电源协调控制环节难度较高，采取以往的常规调度方式往往难以充分适应现阶段的用电需求。一旦处于用电高峰期，便可能带来严重的用电安全隐患，导致电网运行控制难度大幅提升。

1.3 孤岛效应影响

如果电力线路发生了故障问题，或是由于出现了停电事故而急需维修而断电，都可能导致不同用户端附近出现供电孤岛，使得分布式光伏电源与周边的负载大幅提升，甚至可能严重超出电力公司的控制和承载能力界限，也即产生了孤岛效应。随着分布式光伏并网系统应用范围的不断拓展，也相应提升了孤岛效应的概率。

一旦出现了孤岛效应，可能相应影响用户的用电质量，为配电网的形成过程带来如下影响：首先，如果某一区域内存在孤岛效应，则可能影响该区域内供电电压和频率的稳定性;其次，因为供电恢复的相位存在严重的不同步问题，可能相应增加电网冲击的风险;再次，在发生孤岛效应后，光伏供电系统可以与以往的配电网实现充分分离。若所采用的供电模式为单相供电模式，则可能相应影响配电网三相负荷的稳定性，导致其分布不对称，同时，也可能相应影响其他用户的整体用电状态;最后，针对配电网状态进行切换，将其调整为孤岛方式，如果仅仅依赖于光伏发电系统进行电能供应，便可能由于系统储能构件数量不足或元件容量有限而相应增加供电风险，导致用户负荷不稳定，甚至可能发生负荷闪变等问题[2]。

2 提升分布式光伏并网电能质量的对策

2.1 安装安全自动装置

对于不同的光伏电站而言，相应的并网方式也存在一定差异，且不同的并网方式均具有其独特的特点。深入分析其原因，可以确定电网架构是造成光伏电站差异的主要因素。为此，要求企业充分关注每个光伏电站自身的结构特点，在光伏电站上装设相应的安全自动装置，让企业管理人员在实际安装过程中严格遵循如下原则：如果发现现场情况十分焦灼且形势较为紧急，則需要有关工作人员在系统中切除光伏电站，同时，要求保留系统自身结构，以充分保障后续电力系统运行的稳定性，使其运行安全性得到切实提升，并以此为前提构建第三道防线。

2.2 采取局部式光纤差动保护措施

对于一般微机保护工作而言，其受到分布式光伏电站并网干扰的可能相对较高，且一旦受到干扰，其干扰水平必然较高，要求企业在条件允许的情况下充分运用局部式光纤差动保护装置，并将其作为主要的应对手段。通过这种方式，让企业可以无需考虑光伏发电的影响，也无需关注阳光照射因素，同时，也可以有效避免由于助增电流所引起的问题，避免影响电路保护的灵敏性[3]。

结语

分布式光伏电源作为一种相对新颖的发电技术，有着一定的应用优势，但是，一旦将其接入配电网中，则可能严重影响传统配电网的正常运行，对配电网的潮流分布状态造成严重限制，但是，却可以相应提升电能质量。现阶段，分布式光伏电源仍然处于发展的初级阶段，难以将其充分应用于配电网中，要求充分关注光伏式电源，深入研究其在配电网中的应用状态，以充分保障分布式光伏电源在配电网中的应用效果。

参考文献：

[1]程丽，李鑫，项兴尧，戚永青，刘凌宇. 基于潮流计算的分布式光伏接入对配电网电压影响研究[J]. 科技通报，2021，37（05）：31-36+112.

[2]刘翀. 分布式光伏并网对电能质量的影响及对策[J]. 机械工程与自动化，2021（05）：197-198.

[3]王春，刘海峰，杜宇航. 分布式电源光伏发电对低压电网的影响及对策[J]. 山东工业技术，2019（07）：194.