分布式光伏接入下的配电自动化系统调整方法

窦立芒

摘 要：近年来，光伏发电应用十分广泛。其中，越来越多的分布式光伏并网对电网原有运行系统带来了一定的冲击，这主要体现在对电压的影响和馈线自动化方面，威胁电网的运行稳定，所以需要对配电自动化系统进行适当调整。本文对分布式光伏接入下的配电自动化系统调整方法进行分析，并探讨相关技术改造方案，以提高分布式光伏与原有控制系统的匹配度和适应度，使其充分发挥优势作用，减轻对电力系统运行的不利影响。

关键词：分布式光伏；配电自动化系统；系统调整；电网运行

近年来，分布式光伏技术逐渐成熟完善，在电力系统中得到广泛应用，有助于优化能源结构，提高电网运行质量，促进电力事业的现代化、可持续发展。大量分布式光伏接入电网会对中低压层面的结构和运行方式造成改变，使配电网从垂直辐射式网络转变为水平网络。随着分布式光伏接入数量、容量不断增加，对电网整体运行的影响增大，需及时对原有的控制系统进行调整，以适应新的运行模式，维持电网的稳定、高效运行。

一、分布式光伏接入对配电网的影响

（一）影响电压稳定

分布式光伏接入会造成配电网潮流方向改变，进而导致稳态电压分布的变化。若接入电网的分布式光伏容量较小时，能够对电压发挥补充、支撑作用，使电压更稳定，而分布式光伏大规模接入时则会对电压造成冲击，导致某些节点发生剧烈的电压波动，产生过电压情况。位置越接近馈线下游末端的分布式光伏对相关线路电压的影响越大，越容易出现剧烈波动和电压越限的情况。在单电源、辐射式配电网中，无论分布式光伏处于哪个位置，都会出现较大的电压波动，且随着馈线长度、光伏容量、光伏功率的增长而越发剧烈，导致相关配电线路出现严重的电压波动，威胁电网运行的稳定性和安全性[1]。

（二）影响馈线自动化

分布式光伏对馈线自动化的影响主要集中在故障定位方面。配电自动化系统利用短路电流信息进行故障判断，若该区域有且只有一个端点上报短路电流信息，说明该区域存在故障，若同一区域内还有其他端点上报短路电流信息，说明故障发生在其他区域。而分布式光伏的接入会对短路故障时配电网的短路电流信息造成影响，导致无法准确定位故障位置。当电网中某一区域发生短路时，不仅主电源会向短路故障位置注入短路电流，该区域内连接的分布式光伏也会向故障点注入短路电流，主电源侧端点以及故障区域与分布式光伏之间的各个端点都会上报短路电流信息，影响故障定位。短路电流的增多会导致故障区域馈线电压升高，在此情况下，主电源发出的短路电流通常会低于分布式光伏发出的短路电流。当二者的差距较大时，可通过调整短路电流上报阈值的方式有效区分，使得只有主电源侧端点上报短路电流信息，从而准确定位故障位置。但如果两种短路电流的差距较小，就很难设置适宜的上报阈值，无法有效区分两种短路电流，导致多个端点同时上报短路电流信息，引起故障定位的误判。

二、分布式光伏接入下的配电自动化系统调整方法

（一）运行监控调整

隨着分布式光伏接入容量增大，对配电网电压的波动产生较大影响，增大了电网运行监控的范围和难度，提高了对电压分布的监控及运行控制的要求。分布式光伏发电渗透率越高，电网运行监控的难度和复杂性越高，需要对运行监控进行适当的调整和改造。若分布式光伏的容量超过线路容量的25%，则要配备分布式光伏发电并网运行分析扩展功能，若分布式光伏容量在线路容量的25%以下，则只需增加对分布式光伏发电并网监测功能[2]。

分布式光伏并网监测功能包括对并网点电压、电流、开关状态以及光伏发电量、有功功率、无功功率等进行监测，并利用远程遥控装置对分布式光伏的启停进行控制，实现对发电功率的调节，从而降低分布式光伏功率变化造成的馈线末端电压波动，维持电网电压的稳定。分布式光伏发电并网扩展功能包括配电网电压的无功优化和光伏发电计划、功率平衡的分析和控制。分布式光伏的接入和推出都会对馈线上各负荷节点的电压造成影响，造成剧烈波动或过电压情况，影响用户的正常用电。分布式光伏并网能够在一定程度上对电网进行无功补偿，解决无功不足的问题，但若规划不合理，不仅无法发挥无功补偿作用，还会加快无功功率消耗。因此，为了稳定配电网电压，应采取科学的无功控制方案，在适宜的节点安装容量适宜的无功电源，减轻系统网损。分布式光伏大量接入也会造成电压的剧烈波动，应通过设置合理的发电计划，将各阶段光伏发电功率控制在合理范围内，减轻配电网的电压波动。

（二）馈线自动化调整

为了降低分布式光伏对馈线自动化中故障定位准确性的影响，防止故障误判，需要消除线路短路时分布式光伏发出的短路电流的干扰。若光伏和主电源发出的短路电流差距较大，分布式光伏容量超过线路容量的25%，可通过提高短路电流信息上报阈值来排除光伏发出的短路电流的干扰。若达不到上述条件，则可利用分布式光伏的脱网特性配合重合闸来实现这一目的。分布式光伏的脱网特性具体是指当馈线故障时，馈线上的分布式光伏都会在2秒钟内脱离电网[3]。而馈线故障发生后，变电站的断路器会自动跳闸并迅速重合。基于分布式光伏的脱网特性，可延长重合闸延时时间，在故障发生后2.5～3秒钟时再进行断路器重合。若是瞬时故障，电网将恢复正常运行，分布式光伏重新接入电网。若是永久故障，则断路器重合后将再次跳闸，激活故障录波装置，采集分析相关信息数据，进行故障定位。二次跳闸时，分布式光伏已经脱离电网，不会再向故障点提供短路电流，采集到的信息数据更加准确，能够有效排除分布式光伏对故障定位判断造成干扰。

在故障分析、处理过程中，应对重合闸前后收集到的两次过流信号进行叠加分析，需要在配电自动化系统的故障处理软件中添加对应的功能，以提高故障定位的准确性。需注意的是，目前的配电终端为了便于巡检工作的开展，通常会将过流信号保留一段时间，部分保留时间长达数分钟或数小时，虽然确保了过流信号的可靠性，但容易对过流信号的二次上报造成影响。因此，要在确保过流信号准确上送的基础上，缩短过流信号保留时间到1秒钟以内或不做保留，以免阻碍二次过流信号的上报。该方法适用于架空线路中，无需对硬件设施做出改变，只需调整软件功能即可有效恢复正常的馈电自动化功能，消除分布式光伏接入的影响。

三、结语

分布式光伏并网会对原有配电系统造成冲击，影响范围主要集中在电压监控和馈线自动化方面，影响故障定位准确性，增加电网运行监控的难度。应针对这两种情况对配电自动化系统进行适当调整，包括提高短路电流上报阈值、增加重合闸延时等，维持配电自动化系统的良好控制效果。

参考文献：

[1]叶舟.分布式光伏接入对配电自动化的影响[J].集成电路应用，2022，39（03）：100-101.

[2]郑伟彦，杜红卫，朱义勇，等. 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（技术版），2015（9）：77-80.

[3]卢国惠.分布式光伏接入下的配电自动化系统适应性探讨[J].科技创新导报，2017，14（28）：4-5