分布式光伏接入對電網調控運行的影響與管控

梅偉 萬長江 熊翠英

【摘 ?要】隨著經濟和各行各業的快速發展，結合分布式光伏電源的工作原理，分析了分布式光伏并網后對配電網產生的幾個不利影響，包括電網運行控制不佳、電能質量受損、產生孤島效應等，對此提出了有針對性的改進措施，以提高電網的運行效率。

【關鍵詞】分布式;光伏并網;配電網;影響;措施

引言

我國針對現階段經濟發展與能源緊張之間的矛盾問題，提出了節能減排的口號，以此減少對不可再生能源的依賴，使用可再生的新能源進行生產運行與活動。我國的供電局勢一直處于供不應求的狀態，因此國家電網、供電單位提出了多方面的改進措施，例如西電東輸、峰谷供電等，但是這僅能緩解部分供電危機，而采用目前應用效果極佳的分布式光伏發電技術，可以保證滿足區域內所有用電群體的用電需求，確保人們可以順利開展各項活動。

1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，如圖1所示。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。

2分布式光伏電源接入對電網調控運行的影響

2.1對電能質量的影響

光伏發電通過光伏組件將太陽能轉化為直流電能，再通過并網逆變器將直流電轉化為交流電并入配電網。在將直流電逆變為交流電的過程中，會產生大量諧波。分布式光伏電源接入電后，其開關器件頻繁導通關斷易產生開關頻率附近的諧波分量，對電網造成諧波污染，影響電能質量。

2.2對系統穩定的影響

光伏發電很容易受外界環境（如光照、溫度、濕度等）的影響導致出力出現間歇性和隨機性。光伏發電輸出功率的變動會影響整個電網系統的輸出，使電網的電壓及頻率發生波動。

2.3對配電網保護的影響

分布式光伏電源接入后，配電網線路由輻射線路變為雙端甚至多端電源線路，當系統發生故障時，系統及光伏電源都向故障點提供短路電流，從而改變了流經保護裝置的電流，將對電流保護的靈敏性和選擇性產生影響，使繼電保護裝置可能發生誤動、拒動等。

2.4對重合閘的影響

當線路發生故障時，變電站側斷路器先跳閘，若配電網線路重合閘時間小于光伏電源解列時間，系統側線路重合時，光伏電源還未跳開，易引起系統側與光伏側非同期合閘，產生的沖擊電流可能使繼電保護誤動作，甚至造成光伏側設備損壞。另外，由于系統側斷路器跳開，故障點已與系統側隔離，如果光伏電源尚未與故障點隔離，將仍為故障點提供短路電流，導致重合閘失敗。

2.5可能出現“孤島”運行。

分布式光伏電源接入配電網后，當電網由于線路故障、頻率、電壓越限等原因致使光伏電源與配電網斷開，但光伏電源仍與本地負載連接，繼續向負載供電，就會形成一個供電子系統，成為“孤島”。“孤島”運行將會引發諸多問題，如威脅線路運維人員的人身安全;與主網非同步重合閘造成操作過電壓，影響“孤島”地區用戶電能質量等。

3分布式光伏電源接入對電網調控運行的管理措施

3.1管控措施

嚴把并網光伏電源設備安全關。調度部門應加強并網光伏電站設備的審核和驗收，保證其設備手續齊全、質量合格。在光伏電站并網時，參照國家標準對其電能質量進行實際檢測，符合國家標準規定才能并網。要求并網光伏電站在其投切時系統電壓波動滿足國家有關標準。要求并網光伏電站按裝機容量的50%配置無功補償裝置，使其功率因數補償后達0.9左右，滿足無功就地平衡的原則。

3.2規范調控人員停送電操作

調控人員應全面掌握已接入電網的分布式光伏電源點情況（包括并網點、發電容量、運行方式、聯系方式等），工作時，嚴格執行調度規程進行停送電操作，防止電氣誤操作。電網側供電設備停電檢修，及時告知分布式光伏電源單位;電網側設備停電檢修結束、恢復送電時，分布式光伏電源用戶應按次序并網。

3.3加強日常調度管理

光伏電站的運行應由具備資質的運行人員負責，在運行中應服從電網調度指揮，不得以任何借口拒絕或者拖延執行調度指令。分布式光伏電源的并網、解列應事先得到電網調度的同意，未經同意，光伏電站運行人員不得隨意操作解列或并列。正常運行時，光伏電站有功功率、無功功率控制由電站自行負責，在電網檢修或事故方式下，則應嚴格執行電網調度下達的命令。

3.4加強設備檢修及方式管理

在涉及分布式光伏電源的停送電操作和檢修工作中，調度部門必須更加嚴格執行“兩票三制”，確保安全措施落實到位。作業前核實作業范圍內是否有分布式光伏電源，是否已落實有關停電措施，驗明作業地點是否有電并核對狀態，采取相應的安全措施。由分布式光伏電源供電的設備，在檢修安排、安全措施布置和倒閘操作中應按帶電設備處理。

3.5合理配置線路保護裝置

分布式光伏電源聯絡線，宜配置光差保護，應配置階段式方向過電流保護，且具備方向判別功能。重合閘應檢同期重合閘，否則，重合閘應退出。重合閘動作時間應與分布式光伏電源切除時間相配合。

3.6加強反“孤島”運行安全防護

要防止在停電檢修的區域內有“孤島”運行的電源點存在，造成反送電，威脅檢修人員人身安全。應制定、落實反“孤島”安全措施，必要時安裝反“孤島”裝置，并滿足技術規范要求。

結語

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：

[1]谷曉東.分布式電源對配電網的影響分析[D].秦皇島：燕山大學，2016.

[2]李清然.分布式光伏發電系統對配電網電能質量的影響研究[D].北京：華北電力大學，2016.

[3]劉倩.并網分布式光伏對配電網電壓影響研究[D].南京：東南大學，2016.

[4]桑靜靜.光伏并網發電對配電網的影響研究[D].太原：太原理工大學，2013

（作者單位：國網湖北省電力有限公司鄂州供電公司）