分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)在配電網(wǎng)中接入方式的研究

李鶴地 李子中

摘要：分布式光伏發(fā)電是指在用戶場(chǎng)地附近建設(shè)，運(yùn)行方式以用戶側(cè)自發(fā)自用、多余電量上網(wǎng)，且在配電系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的光伏發(fā)電設(shè)施。分布式光伏發(fā)電遵循因地制宜、分散布局的基本原則，可進(jìn)一步提高光伏電站的發(fā)電量。分布式光伏電源有效接入配電網(wǎng)后，接入方式與傳統(tǒng)電源之間存在較大差異，會(huì)對(duì)配電網(wǎng)諸多方面產(chǎn)生影響。

關(guān)鍵詞：分布式光伏發(fā)電；配電網(wǎng)；接入方式

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，電力已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚囊环N能源。傳統(tǒng)能源生產(chǎn)方式能提供較為穩(wěn)定的電力輸出，但會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定的污染。在當(dāng)前生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化的緊迫形勢(shì)下，需積極發(fā)展各類新能源。分布式光伏發(fā)電具有良好的環(huán)保效益，能源傳輸損耗小，能全面調(diào)控局部區(qū)域的用電問題。

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池、逆變器和輸配電系統(tǒng)構(gòu)成。輸配電部分指從逆變器交流側(cè)至用戶側(cè)低壓系統(tǒng)中相關(guān)通信部件以及控制保護(hù)部件等。由于光伏發(fā)電類型存在較大差異，加上系統(tǒng)各個(gè)組成部件不同，目前可將光伏發(fā)電系統(tǒng)分為集中式與分布式。其中集中式光伏發(fā)電主要應(yīng)用于光伏發(fā)電規(guī)模較大的情況下，通過光伏逆變器和交流路線將電流進(jìn)行有效匯聚，然后通過應(yīng)用變壓器升到10 kV，通過專業(yè)性較強(qiáng)的線路接入變電站等配電設(shè)施。而分布式光伏發(fā)電主要用于實(shí)際輸出功率較小的系統(tǒng)，將不同光伏組件進(jìn)行有效串聯(lián)，然后通過應(yīng)用逆變器將電流進(jìn)行升壓逆變之后進(jìn)行輸送。

不同類型的光伏發(fā)電都具有應(yīng)用價(jià)值。分布式光伏發(fā)電在實(shí)際應(yīng)用中具有較強(qiáng)的便捷性，不需要通過升壓站對(duì)電壓大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)配電網(wǎng)電壓產(chǎn)生的影響較小，但是此類接入方式維護(hù)成本較高，電能質(zhì)量也無法得到有效控制 [1]。

分布式光伏發(fā)電一般可采用自發(fā)自用、全部上網(wǎng)、余電上網(wǎng)等方式進(jìn)行。其中自發(fā)自用方式就是離網(wǎng)運(yùn)行，不會(huì)對(duì)配電網(wǎng)產(chǎn)生較大影響。此類運(yùn)行方式需配置蓄電池，但蓄電池成本較高，且用戶用電體驗(yàn)受蓄電池各項(xiàng)性能影響，不能進(jìn)行大范圍推廣。全部上網(wǎng)方式就是將光伏發(fā)電系統(tǒng)中產(chǎn)生的電量全部輸入到配電側(cè)，然后再轉(zhuǎn)移到用戶端。余電上網(wǎng)方式就是在發(fā)電過程中首先為農(nóng)戶服務(wù)，然后再將多余的電量傳輸?shù)脚潆娋W(wǎng)。

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中的逆變器具有重要作用，它能將光伏發(fā)電組中產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，能對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)基本運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，能對(duì)系統(tǒng)過電壓、電流、基本頻率等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行全面檢查，便于技術(shù)人員掌握光伏系統(tǒng)基本運(yùn)行情況。

1.對(duì)電壓波動(dòng)、越限的處理措施

配電網(wǎng)接入光伏電源后，由于饋線上的傳輸功率減少，使沿饋線各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的電壓被抬高，可能導(dǎo)致一些負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的電壓偏移超標(biāo)。通常情況下，可通過在中低壓配電網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置有載調(diào)壓變壓器和電壓調(diào)節(jié)器等設(shè)備。對(duì)光伏電源運(yùn)行方式進(jìn)行合理設(shè)置能降低電壓越限風(fēng)險(xiǎn)。如接入點(diǎn)是在饋電線路的末端，接入點(diǎn)的電壓很可能會(huì)越過上限，這時(shí)必須合理設(shè)置光伏電源的運(yùn)行方式，如規(guī)定光伏電源必須參與調(diào)壓等。

2.短路電流與直流注入的處理措施

針對(duì)短路電流問題，需在光伏逆變器中對(duì)輸出電流大小進(jìn)行控制。根據(jù)相關(guān)研究可知，光伏電源短路電流值是額定電流的2倍至4倍。逆變器過載能力較低，所以需對(duì)短路輸出電流采取有效的限制措施，如果電流超出了限制范圍，需及時(shí)切斷，保護(hù)元器件。

針對(duì)直流注入可采取檢測(cè)補(bǔ)償法與電容隔直法。檢測(cè)補(bǔ)償法就是對(duì)并網(wǎng)電流中直流分量進(jìn)行測(cè)定，通過固定算法計(jì)算補(bǔ)償量，對(duì)并網(wǎng)電流調(diào)制信號(hào)進(jìn)行反饋，然后通過調(diào)節(jié)器對(duì)控制開關(guān)進(jìn)行調(diào)控，這能對(duì)直流分量起到有效控制。此類方法測(cè)量精度值高，能有效消除直流分量。電容隔直法能對(duì)直流分量進(jìn)行屏蔽，電容在電路中具有良好的隔離作用，其中輸出電壓中直流分量能被有效平衡，還需要對(duì)應(yīng)用場(chǎng)所、綜合效益以及輸出功率等問題進(jìn)行分析，然后選用相應(yīng)的逆變器[2]。

總之，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)大規(guī)模接入配電網(wǎng)會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較大影響，通過改善逆變器控制策略或增加檢測(cè)設(shè)備，能有效緩解光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊，確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 崔紅芬，汪春，葉季蕾，等.多接入點(diǎn)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)與配電網(wǎng)交互影響研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015（10）：91-97.

[2] 崔倩，張欽振.分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)與配電網(wǎng)交互影響探究[J].電子制作，2017（16）：23-24.