分布式光伏電源并網(wǎng)影響及對(duì)策研究

任俊杰

山東中實(shí)易通集團(tuán)有限公司

分布式光伏電源并網(wǎng)影響及對(duì)策研究

任俊杰

山東中實(shí)易通集團(tuán)有限公司

當(dāng)前，在國(guó)家有關(guān)政策的支持下，分布式光伏電源獲得了急劇的發(fā)展，表現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，各種管理標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)程日益完善。但是，隨著分布式光伏電源并入配電網(wǎng)的規(guī)模越來(lái)越大，這種完全依賴(lài)于自然條件的發(fā)電方式會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行產(chǎn)生顯著影響。因此，需要將這些影響因素進(jìn)行有效的控制。基于此，文章就分布式光伏電源并網(wǎng)影響及對(duì)策進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，希望可以提供一個(gè)有效的借鑒。

分布式光伏電源；并網(wǎng)影響；對(duì)策

1.分布式光伏電源并網(wǎng)影響

1.1 對(duì)檢修人身安全的影響

由于并網(wǎng)，使配電網(wǎng)從過(guò)去的單端網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)槎喽司W(wǎng)絡(luò)，成為遍布用戶(hù)與電源互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，另外，電力潮流同樣不再停留在單向地從變電站母線向各負(fù)荷流動(dòng)，對(duì)配電網(wǎng)檢修留下一定的安全隱患，在計(jì)劃停電檢修的區(qū)域中或許有“孤島”運(yùn)行的分布式光伏電源，產(chǎn)生反送電，最終會(huì)產(chǎn)生一定的威脅。

1.2 低壓并網(wǎng)點(diǎn)設(shè)備沒(méi)有“明顯斷開(kāi)點(diǎn)”

10kV并網(wǎng)點(diǎn)分布于10kV開(kāi)關(guān)柜中，可以有效滿(mǎn)足《電力安全工作規(guī)程》的“明顯斷開(kāi)點(diǎn)”等各項(xiàng)安全措施要求。然而，220V/380V并網(wǎng)點(diǎn)多數(shù)使用2－3級(jí)空氣開(kāi)關(guān)，都沒(méi)有“明顯斷開(kāi)點(diǎn)”的功能，盡管能夠“驗(yàn)電”，然而用戶(hù)側(cè)幾乎沒(méi)有“接地”能力，僅僅向公網(wǎng)延伸到低壓環(huán)網(wǎng)柜位置才具有“接地”功能。

1.3 對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)自動(dòng)化的影響

1)關(guān)于配電網(wǎng)保護(hù)。出現(xiàn)線路故障的時(shí)候，該電源與系統(tǒng)均會(huì)向故障點(diǎn)提供短路電流，導(dǎo)致其中短路電流方向、大小等出現(xiàn)變化，小于并網(wǎng)前電流。所以繼電保護(hù)只可以測(cè)得系統(tǒng)提供的短路電流，使得保護(hù)的靈敏度下降，甚至導(dǎo)致拒動(dòng)。同時(shí)，饋線的保護(hù)會(huì)感受到故障電流，因保護(hù)不經(jīng)方向閉鎖，要是這一個(gè)電流相對(duì)較大，會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)。2)關(guān)于配電網(wǎng)自動(dòng)化。因電網(wǎng)公司并非為該電源的主要運(yùn)營(yíng)商，當(dāng)該電源大規(guī)模并網(wǎng)以后，必須從運(yùn)營(yíng)主體接入該電源的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，據(jù)此選擇科學(xué)合理的調(diào)度方案來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)該電源的有效控制，因此，必須加大配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)力度，且必須妥善應(yīng)對(duì)由此造成的信息安全問(wèn)題。

1.4 對(duì)電能質(zhì)量影響

光伏電站作為新興能源發(fā)電的一種，光照、溫度等外部條件隨機(jī)性、間歇性、周期性的變化是光伏電站對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生影響的最主要因素。光伏發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)光伏逆變器并網(wǎng)，逆變器質(zhì)量的優(yōu)劣，也決定光伏電站輸送電能品質(zhì)的好壞。光伏電站并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生諧波、電壓波動(dòng)與閃變、三相電壓不對(duì)稱(chēng)、功率因數(shù)低等問(wèn)題，使電網(wǎng)電能質(zhì)量下降，對(duì)電網(wǎng)造成不利影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)干擾供用電系統(tǒng)及光伏設(shè)備自身的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.應(yīng)對(duì)措施

2.1 進(jìn)一步優(yōu)化入網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)監(jiān)管

按照電站與電網(wǎng)安全運(yùn)行的相關(guān)規(guī)定，應(yīng)當(dāng)專(zhuān)門(mén)對(duì)并網(wǎng)展開(kāi)更加細(xì)致的研究，尤其應(yīng)加強(qiáng)對(duì)居民用戶(hù)光伏項(xiàng)目并網(wǎng)的探討。對(duì)各個(gè)區(qū)域、各種裝機(jī)容量、各個(gè)電壓等級(jí)的光伏電源并網(wǎng)工程，設(shè)計(jì)新型監(jiān)控系統(tǒng)。加大與電科院的溝通與合作，切實(shí)加強(qiáng)并網(wǎng)前的安全性評(píng)價(jià)與技術(shù)監(jiān)督，認(rèn)真做好調(diào)試檢測(cè)與電能質(zhì)量評(píng)估工作，針對(duì)并網(wǎng)所造成的電壓、電流波形畸變等諸多方面問(wèn)題，必須安裝合適的裝置來(lái)抑制，此外，并網(wǎng)完成以后還應(yīng)當(dāng)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量。

2.2 嚴(yán)格并網(wǎng)設(shè)備安全技術(shù)要求

1)以10kV電壓接入電網(wǎng)的分布式光伏電源，其并網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)安裝易操作、具有明顯斷開(kāi)點(diǎn)的開(kāi)斷設(shè)備，電網(wǎng)側(cè)應(yīng)能接地。2)以220V/380V電壓接入電網(wǎng)的分布式光伏電源，其并網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)安裝易操作、具有明顯開(kāi)斷指示的開(kāi)斷設(shè)備，并建議明確要求并網(wǎng)點(diǎn)安裝具有漏電保護(hù)的開(kāi)關(guān)。3)并網(wǎng)點(diǎn)設(shè)備(特別是逆變器)調(diào)試驗(yàn)收應(yīng)由具備相應(yīng)資質(zhì)單位進(jìn)行，并出具合格的報(bào)告。規(guī)范并網(wǎng)接口功能，并嚴(yán)格測(cè)試把關(guān)，防止具有離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)誤合閘造成對(duì)外供電或非同期。4)裝設(shè)于配電變壓器低壓母線處的反孤島裝置應(yīng)與低壓總開(kāi)關(guān)、母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)間應(yīng)具備操作閉鎖功能，并根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)定要求進(jìn)行定期核算，保證功能可靠。

2.3 加強(qiáng)電能質(zhì)量控制

光伏電站應(yīng)采取適當(dāng)補(bǔ)償措施，以減小電壓波動(dòng)，抑制諧波，控制并網(wǎng)點(diǎn)的無(wú)功潮流，使得光伏電站運(yùn)行滿(mǎn)足《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》(GB/T19964－2012)的要求。

無(wú)功補(bǔ)償裝置有兩種：TCR型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVC、動(dòng)態(tài)無(wú)功發(fā)生器SVG。針對(duì)光伏電站動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)配置的無(wú)功容量進(jìn)行計(jì)算。

投入后動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償范圍從感性20Mvar到容性20MVar。可完全滿(mǎn)足光伏電站(包括110kV出線)的無(wú)功需求，在保障最佳發(fā)電方式(光伏逆變器功率因數(shù)為1.00)下，提高光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功電壓控制能力，并優(yōu)化光伏電站運(yùn)行的電壓質(zhì)量，保證電網(wǎng)連接點(diǎn)的電壓波動(dòng)滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)要求。

2.4 規(guī)范光伏電源公用電網(wǎng)側(cè)安全管理

1)做好基礎(chǔ)管理工作。接入分布式電源的電網(wǎng)管理單位應(yīng)及時(shí)掌握分布式電源接入情況，核實(shí)并網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際容量，完善基礎(chǔ)臺(tái)賬，在分界處設(shè)置標(biāo)識(shí)，并在系統(tǒng)接線圖上清晰標(biāo)注。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備應(yīng)具有明顯操作指示，便于操作及檢查確認(rèn)，操作人員應(yīng)熟知現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和運(yùn)行方式后，確認(rèn)無(wú)誤后再進(jìn)行分布式發(fā)電設(shè)備操作。

2)做好檢修安全措施。在有分布式電源接入的配電網(wǎng)系統(tǒng)開(kāi)展停電作業(yè)時(shí)，應(yīng)按照電力安全工作規(guī)程要求，在工作地段可能來(lái)電的各側(cè)落實(shí)停電、驗(yàn)電、掛地線等安全措施，將工作人員置于可靠的接地線保護(hù)范圍內(nèi)。若以空氣開(kāi)關(guān)等無(wú)明顯斷開(kāi)點(diǎn)的設(shè)備做為停電隔離點(diǎn)，則應(yīng)采取加鎖和掛牌等措施防止誤送電。在220V/380V低壓分支線或入戶(hù)線上工作，不得直接接觸導(dǎo)線的裸露部分，并做好防止相間短路的安全措施。

綜上所述，近年來(lái)分布式光伏電源獲得急劇發(fā)展，運(yùn)維、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的規(guī)范不斷優(yōu)化。相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較為缺乏，在電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和安全管理上應(yīng)該引起高度重視，針對(duì)存在的問(wèn)題，采取有效的解決對(duì)策，從而促進(jìn)光伏發(fā)電站的發(fā)展。

[1]梁永超.分布式光伏電源并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量影響的分析[J].低碳世界，2016，36：66-68.

[2]苗友忠，郝婧，曹天植，雷為民，羅瑋，韓廷建.冀北地區(qū)大規(guī)模分布式光伏電源接入對(duì)配電網(wǎng)的影響及對(duì)策綜述[J].華北電力技術(shù)，2016，11：6-10.