分布式光伏電源接入電網安全管理實踐與研究

趙煜國 袁秀梅

【摘 要】隨著社會的進步，人們對于電能供應的需求量也顯著增長。為了可以為廣大人民群眾提供更加優質的用電服務，很多電力企業都引進了先進的光伏電源，并且在實際應用中也取得了不錯的成效。接下來，筆者將以光伏電源為核心內容，對其基本概述、運行過程中潛在的安全風險以及相對應的安全管理措施等內容進行詳細地探究。

【關鍵詞】分布式光伏電源；電網安全管理；優化措施

光伏電源是近幾年來新興起的一種新型能源，其主要作用是將太陽能轉化為電能供人們使用，以分布形式存在的光伏電源是目前很多電力企業采用的一種供電方式，為了可以有效地加強該類型光伏電源在公共電網中運行的安全性，電力企業需要不斷地加強對光伏電源電網運行的安全管理力度，這也是筆者將要與大家進行分享的主要內容。

一、光伏電源概述

以分布形式存在的光伏電源是國內非常常見的一種電能儲存方式，其主要是由電池組件、匯流箱、逆變器、計量設備、方陣支架、配電柜、配電單元等構件所組成的，該類型光伏電源的工作原理是在太陽對地面所產生的輻射中，通過電源內特有的組件將所收集和獲取的太陽能轉化為可供人們使用的電能，并且將電能以直流電的形式由匯流箱傳輸至配電箱，再由逆變器將直流電源轉化為交流電源，接入到電網中來滿足人們的正常用電需求[1]。目前市場上常見的以分布形式存在的光伏電源類型有380V、220V、10kV、35kV等等。

二、風險分析

（一）反送電風險

當該類型光伏電源與電網相連接后，工作人員在進行設備停電檢修的過程中，很容易遇見電源點進行孤島運行的情況，從而導致反送電的風險顯著提升，對實施檢修作業的工作人員埋下安全隱患。反送電風險主要是指光伏電源在與電網相連接時，若出現電源與所承載負荷之間出現不匹配的情況，則逆變器在電網斷電后及時地阻礙孤島的運行，從而引發發送電等相關安全事故的發生，逆變器在運行時不可避免地會存在一些孤島現象的檢測盲區，在這些盲區內所發生孤島現象若不能被及時地檢測到，也會造成反送電風險，影響光伏電池的順利運行。

（二）短路電流風險

根據相關實驗數據統計結果我們可以得知，在機端短路的情況下，以逆變器為主的光伏電源為公共電網所傳輸的短路電流約為其額定電流的1.1-1.5倍，以旋轉電機為主的光伏電源為公共電網所傳輸的短路電流約為其額定電流的6-10倍。近幾年來，隨著國內對于短路電流的用電需求量逐漸增加，因此光伏電源在實際應用過程中出現短路電流風險的概率也相應地呈上升趨勢，希望短路電流的風險問題可以引起光伏電源安全管理人員的高度重視。

（三）繼電保護風險

該類型電源在電網的實際應用大多情況下以低壓分散的方式為主，這些光伏電源的主要特征為電能儲存容量較小，因此與這些光伏電池相連接的短路電流相對來說較小。若電能總量可以在特定區域范圍內進行消納，則幾乎不會對中壓型的公共電網產生負面影響。但是若低壓端的電能總量不能被完全消納，則多余的電能會通過變壓器向其他級別的配電網進行傳輸，從而導致光伏電源中繼電保護系統出現非同期重合故障、電弧重燃故障等等[2]。

三、優化措施

（一）完善管理制度

國家電網針對該類型光伏電源的應用和發展制定了相應的國家標準制度、行業標準制度，而電力企業也制定了符合自身企業發展的企業標準制度，工作人員需要不斷地完善這些管理制度，并且創建獨立的監管團隊，對每一位參與光伏電源并網工作的工作人員進行監督和管理，避免出現一些不符合電網安全標準和要求的操作行為，并且制定相應的獎懲制度，以此來有效地加強光伏電源的安全管理力度。

（二）加強設備管理

工作人員可以從加強與光伏電源運行相關的機械設備入手，加強企業的安全管理力度。具體措施如下：第一，逆變器，工作人員需要在選擇光伏電源的逆變器設備時，對其質量進行嚴格地驗收檢查，并且對其接口功能進行全面地規范化，只有質量檢測結果符合設計標準的逆變器設備才能投入后續的電網運行中，這樣可以降低光伏電源發生安全事故的概率；第二，開斷設備，當光伏電源與高壓電網相連接時，工作人員常常會利用開斷設備對其進行隔離和防護。因此開斷設備的質量也需要經過嚴格的檢測，所使用的開斷設備需要具備明確的開斷指示，同時也應具備基本的低壓保護特性，這樣有利于加強安全管理工作的開展效果[3]；第三，反孤島運行設備，孤島運行情況會對公共電網的安全管理工作造成一定的壓力，當光伏電源所對應的逆變器出現孤島運行的情況時，很容易會引發具有較強危險性的反送電故障問題。為了可以有效地控制反送電故障問題，工作人員需要在電網中安裝反孤島裝置，并且對其質量進行嚴格地控制，避免出現因反送電故障而引發的安全事故。

（三）加強作業管理

工作人員除了需要完善安全管理制度、加強設備管理力度之外，還需要不斷地加強對工作人員正常作業時的操作管理。具體要點如下：第一，停電驗電作業，工作人員在進行光伏電源停電驗電的工作時，需要對光伏電池的運行狀態進行仔細地核查，并且做好相應地停電防護措施；第二，現場檢修作業，在檢修光伏電源設備時，工作人員需要經過檢修計劃安排，安全措施布置以及倒閘操作等環節，對每一環節的安全措施進行反復核實，有利于提高施工現場的安全管理效果[4]；第三，送電操作作業，工作人員需要在熟練掌握光伏電源與電網之間的所有連接點、電網運行方式、光伏電源中電能儲存量等數據信息的前提下才能開展相應的送電操作，并且應嚴格按照操作標準進行作業額，避免因送電操作失誤而導致安全事故的發生。

四、結束語

總而言之，雖然以分布形式為主的光伏電源在實際應用過程中還存在一些技術缺陷問題有待進一步改善和優化，但是該類型電源為公共電網運行所做出的卓越貢獻也是我們所不能否認的。光伏電源是國內電力領域中未來幾年非常重要的發展趨勢，希望工作人員可以不斷地加強對光伏電源的安全管理力度，為電力行業的成長和進步添加助力。

【參考文獻】

[1]常佳蕾.分布式光伏電源接入對配電網影響及并網規劃研究[D].北京：華北電力大學，2016：124-127.

[2]陳沛華，趙會茹，李娜娜.分布式光伏電源并網影響與應對措施[J].電氣技術，2015（01）：125-127.

[3]易桂平，胡仁杰.分布式電源接入電網的電能質量問題研究綜述[J].電網與清潔能源，2015，31（01）：38-46.

[4]姜楠，王琦，王恩榮等.分布式光伏電源接入對配電網可靠性的影響研究[J]. 南京師范大學學報（工程技術版），2016，16（02）：1-9.