光伏發電系統并網運行后對于線路電壓的影響及改進方式

摘 要：研究光伏發電系統并網運行時的線路電壓，根據潮流計算分析出并網后將造成線路電壓升高。由此，提出幾種可行的改進方法。這些方法可以達到有效地削弱影響。從而限制接入后線路電壓維持在規定的電壓偏移指標內，對整個系統的運行沒有影響。

關鍵詞：光伏發電；并網逆變器；電壓調整；無功控制

0 引言

當前世界經濟的發展對于能源需求日益增多。面對能源危機，人類轉向對于太陽能的研究[1]。目前利用太陽能進行光伏發電的規模增速快，并入電網的容量大。通常采用逆變器作為接口并入各等級電網線路中[2]，在配電網[3]中應用最為常見。在并網過程中由于功率的流動，會對線路電壓造成一定影響。僅依靠電力系統自身調節無法有效地消除，必須采取適當的方式[4]。文獻[5]從壓降角度說明了光伏發電接入對配電網線路電壓的影響機理。文獻[6]提出了考慮電壓調整約束后的準入功率優化計算模型，在應根據實際對設備進行調整。文獻[7]提出利用變壓器有載調壓調節電壓波動，但實際配電網中變壓器通常不能進行調壓或只能采取無載調壓方式。

1光伏發電系統對于線路電壓影響的分析

我國電力系統是從高壓到低壓的單向輸配電系統。我國的配電模型如下：

并網點電壓，us是配電網母線電壓。PG和QG是光伏系統送入的有功與無功功率。PL和QL為有功和無功負荷。QC為補償的無功功率。

假設末端負載需要的無功功率僅來自電力系統中，且末端未安裝無功補償設備。由上式可以看出，光伏發電系統向電力系統輸送功率時會導致線路電壓的升高，并且系統輕載時較為明顯[9]，嚴重時將超過電壓偏移[10]，

2 仿真結果與分析

以多個分布式光伏系統接入380V配電網絡為例，分析線路電壓升高的情況。假定每個光伏系統容量相同均為6500Kw，該線路有8個用戶，且每位用戶消耗有功功率是1KVA，并且沒有任何無功消耗。假定每戶相距400米，所選線路材料類型為LGJ-25，此線路的單位阻參數是1.131+j0.393Ω/km。通過潮流計算，可以得出線路末端的電壓是405V。已經超過電壓偏移的上限。

3 降低光伏發電系統對于配電網電壓的方法

方案一：在光伏系統接入并聯電抗器補償。利用電感電流與電容電流反相的特點，可以利用電抗器補償線路中的容性效應，削弱線路電壓升高。電抗器應該分散接入各個并網點，該方式采取就地補償，綜合效果比僅在線路首末兩端接入電抗器的效果更為明顯。

方案二：利用逆變器電壓控制。逆變器作為光伏系統接入電網的接口，在接入配電系統時可以根據該點的實際電壓調整光伏系統的無功出力，在整個光伏系統并網后，線路的電壓總體情況會得到改善，不會超出規定的電壓偏移范圍。

4結論

本文分析了光伏發電系統并網運行時對于線路電壓的影響。分析了其中的原因并且通過結果分析提出了幾類改進措施。通過這些措施能夠經濟地，有效地限制電壓升高的問題。具有實際意義，為當今的光伏發電并網運行提供了技術支持。

參考文獻

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作者簡介

吳筱（1993-），男，安徽合肥人，碩士研究生，研究方向：電力系統及其自動化。endprint