分布式光伏對配電網的影響及應對措施

袁樞樺

【摘??要】太陽能作為一種污染指數低的可再生資源，是代替化石燃料的最佳選擇。當今世界，光伏發電迅速發展，其中以分布式電源接入配電網的并網光伏系統占主導地位，在被大多數城市居民使用的同時也獲得了快速發展的空間。分布式發電是指在房頂或樓頂放置不可移動的小型模塊，借助太陽光的照射或暴曬，使其發出電能。這是一種綠色健康無污染又具有價值的再生能源。根據相關調查可知，目前全世界發電量高達80%以上都是不可再生的能源。分布式光伏發電具有節能減排的特點，在一定范圍內為相關行業帶來了便利，還能在電網發生故障后及時供應發電，保障我國電力配電網系統的正常運行。

【關鍵詞】分布式光伏;配電網;影響;應對措施

一、分布式光伏電源概述

使用可再生的太陽能進行電能轉化時，可以使用太陽能電池板將太陽能轉化為電能，這種獲取電能的裝置即光伏電源，其依托太陽的光生伏特效應，將太陽發出的熱量，在電池板等裝置的作用下，生產出電能，這種電能可以作為有效的電源供應給所需的人使用。光伏電源的裝置結構主要包括三部分，即控制器、太陽能電池板、逆變器，在共同作用下進行電能的發電與儲存。這種電源的電壓等級較低，在生產使用的過程中，不會對環境造成破壞，使用靈活，尤其是對于一些偏遠山區的居民而言，使用太陽能供電的效果好于電網供電，其應用優勢非常明顯。

在使用區域發電后，該電源可以獨立使用，或者可以連接周邊的配電網共同配電。其有著較強的地區適應性，儲備的電能基本可以供應本地區人們的用電所需。但是在進行電能轉化時，太陽能受氣候等因素干擾，容易出現輸出功率異常等情況，并網運行可能會對配電網運行的穩定性產生影響，使得電網的負荷調控無法順利進行。現階段，國家電網公司對于分布式光伏并網工作提出了規范性要求，使得光伏電源需要按照要求進行并網輸電，減少并網后的不利影響。要求指出，首先，并網后光伏電源可以為電網輸送電力資源，且能夠促使電網穩定運行。其次，接入的光伏電源數量需要控制，多個電源的總體影響較大，且接入的總容量需控制，不可超過上級變壓器有效負荷量的1/4。最后，該電源的短路和額定電流的比值需要在10kV以上;根據電網條件、裝機容量，確定并網電壓等級，一般光伏電源的電壓值處于8kV以下，或者低于8kV時，配電網的電壓值即為220kV等。如果接入的低電壓、高電壓均符合并網標準，則可以先進行低電壓的并網。因此，供電單位在本地區的供電中，根據該項標準對并網工作進行檢查監督，找出影響電網穩定性的因素，及時采取有效的手段進行規避處理，確保分布式光伏并網工作的安全可靠性。

二、分布式光伏并網對配電網的影響分析

（一）電網運行控制不佳

對于太陽能資源的有效利用，可以采用光伏并網來實現，但是大規模應用后，一旦供電環境較為惡劣，供電單位的工作人員無法對變化的并網功率進行監控把握，以及對于電能的負荷增長也無法做出準確判斷，電力調度工作面臨較多困難。太陽能發電受到較多不穩定因素的干擾，在發生嚴重的問題后，工作人員需要使用傳統的手段進行發電，重新制定供電計劃，這將無法保證人們的生活用電。如果并網后，配電網接入的分布式光伏電源較多，電網的調峰壓力、調頻將會受到明顯影響，存在非常嚴重的峰谷差異。此外，在公共電網中，接入該種電源，使得電源點的數量、分布區域變多、變廣，在電力系統無法對所有電源點控制的情況下，需要進行科學合理的供電調控，加強電網的運行效率。但處理不當易使得電力系統的多個供電設備、電壓值、電網調峰出現問題，控制效果不佳，最終造成配電網運行安全事故。

（二）分布式光伏發電還會對供電穩定性造成一定的影響

由于分布式光伏發電具有光照強度、設備質量的不穩定性，因此在日常供電中經常會出現線路短路、斷電的現象，影響配電系統的電壓起伏，造成電力系統運轉出現故障，影響電力配電網的正常運行。在實際應用分布式光伏發電時，需要對地區的發電情況進行調查。

（三）孤島效應

該問題多發生在分布式光伏電源與公共電網并網之后，在電網供電中，一旦其中的公共電網存在故障斷電問題，無法正常給用戶供電后，由于不能及時、快速地查找故障原因，而光伏電源的供電工作還在繼續進行，使得諸多處于孤島地區的用戶無法有效用電，造成了孤島效應。此時設備故障檢修人員直接對設備進行檢查維修，很容易引發安全事故。此外，在孤島效應下，主電網與該電網由于操作不同步，會出現嚴重的過電壓問題。

三、分布式光伏并網對配電網影響的改進措施

（一）加強配電網建設

在分布式光伏的應用過程中，需要關注電網的基礎設施。雖然原有的電網建設基礎相對完善，但光伏發電是一種新的發電方式，需要結合分布式光伏發電的實際情況進行相應的基礎設施建設。在一定基礎上，加強配電網建設，增加配電網系統功能，有效降低分布式光伏的影響。要明確分布式光伏接入的位置和方式，在城市配電網建設中考慮環保電網模式，確保光伏接入的穩定性。當電網發生短路時，分布式光伏將繼續為周圍環境發電，起到應急作用，以免局部故障影響整體。

（二）島效應的改善方法

可以通過維修的方式檢測到這個問題，以便有針對性地進行故障排除。目前比較常用的檢測方法是被動檢測。當電網被切斷時，該方法可以用來研究逆變器的工作參數。如果檢測到的輸出功率與負載功率相差較大，說明存在孤島效應。當兩個功率值相差不大時，該方法的檢測效果并不理想。同時，也可以采用主動檢測的方法。在這種方法的檢驗中，需要調整逆變器的參數以干擾電網的運行。如果檢測不到這些干擾參數，說明電網沒有孤島效應。當出現故障時，逆變器的異常參數將遠遠超過標準值和調整值，從而可以檢測到影響。采用主動檢測方法后，檢測人員可以獲得精度較高的參數，但存在控制困難等問題。此外，還有故障信號檢測方法。供電設備監測系統將在故障發生后及時發出光伏供電異常信號，工作人員可迅速調整或切斷并網活動。目前，被動探測和主動探測相結合對孤島效應的探測效果較好。

（三）電能質量損害的改善方法

在并網前，供電單位可以對光伏電源和各接入點的電能質量進行綜合管理，并通過在線監測手段對電能質量進行檢查。如果發現電壓波動或大量諧波干擾，可以迅速采取措施，加強電能質量的維護。

（四）利用電網容量和預測技術協助配電網發展

在實際應用過程中，需要利用電網容量技術來輔助配電網的發展。需要注意的是，總配電網的容量相對較低。如果采用增容輔助技術，可以保證配電網故障時的連續供電。基于該預測技術，可以對故障進行預測，進行有針對性的調整和定期維護，掌握配電網的實時情況，實現對故障的最有效控制，使分布式光伏得到充分利用，提高分布式光伏的利用效率，促進其發展。要形成科學合理的實施策略，確保分布式光伏在電力行業具有良好的發電環境和最佳的供電效果。

四、結論

面對當前社會中存在的供電問題，需要在全國各地區進行分布式光伏電源的應用推廣工作，但是其在與配電網進行并網供電的過程中，供電單位需要對常見的問題多進行研究，以便能夠在應用之前，通過合理的施工與調節，減少問題的發生率，并且便于配電網檢修人員在供電期間發生故障問題時，能夠準確找到問題的原因與解決方法，不斷提高配網供電的效率和質量。

參考文獻：

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（作者單位：廣東電網有限責任公司東莞供電局）