分布式电源光伏发电对低压电网产生的影响及应对研究

杨 利

（国家能源集团费县发电有限公司，山东 临沂 273425）

0 引 言

现阶段，分布式电源是支持光伏发电网络设备运行的重要电源形式，广泛应用于发电工程。光伏发电形式本身具有节约传统发电能耗和控制发电过程污染的作用，但是光伏发电的分布式电源会对接入低压电网产生影响。对于低压电网而言，只有开展实时性的发电全过程运行监测工作，才能严格保障光伏发电的网络稳定安全运行，促进实现光伏发电的最大化实践效益。采取分布式组成结构的光伏发电系统设备应当能够进行长期平稳的供电，充分体现出光伏发电模式下的分布式电源显著实践优势。低压电网接入光伏发电系统的分布式电源装置，关键是采取智能监测的技术方法来防止电网存在频繁的电压电流波动，切实维护光伏发电整个运行过程的安全可靠性。由此可见，创新采用低压电网的分布式光伏电源作为发电装置要密切重视电网本身的稳定程度状态，创新运用因地制宜的电网调节控制技术。

1 分布式电源光伏发电的基本技术要求

1.1 光伏发电技术

光伏发电的技术本质就是借助光伏设备组件来促进实现太阳能的转化，将输入光伏组件系统中的太阳能转变成为可以使用的电网电能。在目前的现状下，半导体介质构成了光伏发电网络常用的发电转化介质，通过连接光伏系统的电池组与逆变器来完成太阳能与电能的转化[1]。光伏发电的系统装置应当配备逆变器与配电箱，采取负载传输的形式达到并网发电的目标。光伏并网的目前常用形式主要涉及分布式与集中式2 种发电组成结构，要结合光伏发电运行的基本需求予以合理选择。

从总体角度加以分析，可以确定采取光伏发电的清洁能源转化发电形式具有非常突出的实践保障作用[2]。采取实时性的电能负荷转化供给形式，能够切实杜绝传统发电转化模式下的发电过程生态污染，同时节约了不可再生的发电能源。近些年，光伏发电的系统整体设计规模正在逐步的扩大发展，体现了光伏发电装置在电网发电运行中的必要性。

1.2 分布式电源接入并网发电的基本要求

分布式电源如果要促进实现并网发电的目标，前提就是低压电网与大电网之间存在电压负荷差异。因此，在全面开展实施并网发电的光伏分布式电源接入实践操作中，应当严格控制并有效防范电源烧毁的损坏后果产生。低压电网通常很难在瞬时运行的情况下承受较高负荷的系统电流电压，因此要适当采取接入系统变压器的方法，达到适度降低电网运行压差的效果，谨慎地选择并网发电的具体接入形式。

除此以外，构建形成并网发电模式的重要实施标准在于保障电能的稳定供给。为达到更加良好的电能供给质量，需要针对低压电网进行整体上的容量性能测试[3]。电网工程的技术人员采用专门性的电网系统设备测试手段，应当能够客观判断得出低压电网现有的电流指标、电压指标、系统闪变等因素。对于并网运行状态下的系统电压和电流强度都要采取动态化的改变方法，并严格限定在光伏并网发电的最大荷载承受范围。

分布式电源光伏发电的能源转化形式如图1所示。

图1 分布式电源光伏发电的能源转化形式

2 分布式电源光伏发电对于低压电网产生的重要影响

2.1 发电质量影响

低压电网与光伏分布式的系统电源一旦实现并网发电，那么电网系统设备中的高频率逆变器将会产生持续性的系统运行谐波。频率分量较低的电网系统谐波就会造成电网发电运行过程的波动。谐波因素对并网情况下的网络发电运行整体质量产生直接影响，因此要重视谐波的动态变化影响因素。配电设备系统如果承受了持续增加的电网运行负荷压力，会缩短配电设备的正常使用寿命，同时会造成实时性的发电质量改变[4]。

2.2 电网潮流波动影响

低压配电网本身存在着电网发电使用中的潮流波动状况，存在发电功率的波动变化因素将会造成光伏发电的设备装置稳定效能下降。通常情况下，存在较强的自然光线辐射程度将会促使形成光伏设备系统的更大发电功率。接入并网连接设备的光伏电源装置会明显增加电网潮流的现象，低压配电网在不同的发电时段有可能产生差异比较突出的潮流改变情况，引发低压电网的发电功率变化。

2.3 孤岛效应影响

配电网络系统由于接入功率较大的光伏分布式电源，那么会增加配电网络的系统损耗程度。对于配电网络的线路终端部位而言，存在线路运行损耗的幅度将会表现得更为突出[5]。采取并网发电的光伏分布形式电源有可能造成程度突出的系统运行孤岛效应，导致大规模的电网发电过程能耗逐渐积累，但是在较短的时间里并未察觉。低压电网的孤岛效应增加了电网状况数据的传输障碍，不利于电网的发电使用过程得到实时性的安全监控。

分布式光伏电源接入低压电网的影响因素主要包括影响低压电网的整体发电质量、影响低压电网的潮流波动和促使电网孤岛效应形成。其解决措施是保障低压电网的传输稳定、健全低压电网的分布式光伏发电结构、妥善配置并管理并网发电过程。

3 分布式电源光伏发电运用于低压电网的应对解决思路

3.1 严格保障低压电网的传输稳定

城乡地区现有的低压电网正在逐步实现建设运行规模的扩大，保障低压电网的平稳运行具有重要作用。光伏分布式的系统电源有益于实现环保清洁的并网发电目标，同时会增加低压电网的传输风险因素。因此，现阶段的电网工程技术人员必须要采取实时性的全过程监测技术，严格保障并网接入状态下的分布光伏电源能够形成可持续的安全供电模式，全面展开低压电网的电源使用过程监测，以便及时察觉配网发电损失[6]。

现阶段，远程监控系统主要用于传输电网组件设备的使用状态数据，采取超清模式的视频感测装置来形成高清晰度的拍摄视频。自动化的监控操作实施流程应当得到合理的整改，运用自动化的智能操控和远程调节设计方案提高低压电网系统的综合效益。目前，常用的远程监控系统主要是更高精度的远程缺陷定位模式，能够采取更加精准有效的故障缺陷判定实施方案。光伏电源配置了远程监控的自动感应设备，可以实现智能化的电网运行缺陷定位，同时具有全面排查低压电网故障安全风险的效果。远程监控系统属于核心的光伏电源控制管理系统，采取远程监控的系统值守模式将会促进形成全方位的光伏设备隐患排查模式，有助于全面显示低压电网系统的光伏组件细微缺陷。

3.2 妥善配置与管理并网发电过程

光伏分布式的电能转化装置必须要得到严格的监督管理，采取科学优化的电网配置结构形式来达到降低发电隐患的目的。具体而言，电网接入分布式的电能转化设备系统应当集中体现在模拟动态化的发电运行过程，排查电网安全状况的风险因素。应当采取规范化的并网发电安全监管机制，运用模拟实验的专业技术方法来查找并网发电的全过程风险，提前防控并消除分布式的光伏电源设备隐患因素。在自动定位的系统模块作为保障基础上，智能监测的设备系统可以全面测试并判断实时性的电网安全隐患。

从当前的技术转型发展状况来看，光伏分布式电源的自动化和智能化巡检系统主要建立在深度学习算法、人工智能与大数据的核心技术支撑前提下，关键体现在全面识别各类设备的现有运行缺陷。智能应用系统的关键组成模块应当包含识别缺陷、自动感知定位、规划巡检线路、系统导航以及系统故障的跟踪测试，共同构成电网巡检系统的功能发挥要点。智能应用系统对于自动检测出的电网故障产生部位、现有故障的种类、故障隐患的严重等级程度都能实现客观的鉴定，有效确保分布式的电源接入模式能够符合电网故障的测试管理目标。

3.3 优化健全低压电网的分布式光伏发电结构体系

目前，低压电网的分布式光伏发电结构仍需进一步优化，应当全面考虑并网运行和光伏设备发电的基本技术特征，确保配置具有更好安全使用效能的储存电力设备组件。构建分布式的光伏网络发电安全管理数据库，建立并形成网络数据库的安全保障机制来检验电网浮动电压的影响。对于分布式的系统传输数据都要进行精确的分析，构建一体化形式下的电网运行数据管理、系统辅助决策、系统运行支撑、业务监管以及综合展示平台。构建分布式光伏发电的低压电网运行监控模型，如图2 所示。

图2 构建分布式光伏发电的低压电网运行监控模型

4 结 论

分布式的光伏发电模式主要优势是降低电网能耗、防范生态污染、优化电能配置等。在当前时期的分布式光伏发电技术转型影响下，采取分布式的低压电网光伏电源结构形式应当注重分布式的电网能源实现集约化利用，不能忽视分布式的光伏发电组成结构优化。对于低压电网的发电运行全过程，要采取实时监控的技术保障手段，及时察觉低压电网的动态变化因素。现阶段的光伏发电形式需要得到合理的完善布局设计，突出低压电网特有的电能配置使用效益，消除分布式系统结构的光伏发电安全隐患。