光伏發電接入智能配電網后的系統問題綜述

劉伶

摘要：電力作為我國的支柱性產業，為我國的國民經濟做出了巨大的貢獻。保證國民經濟的正常發展就是保證人民的切身利益，使人們的生活水平得到提高，促進各行各業的生產和發展。所以，要重視電力系統的正常運行，加強對電力系統安全的防護措施，并不斷完善網絡監管系統，對電網的運行實施全方位的嚴密監控，保障電力的正常傳輸，供電系統的穩定運行，促進我國經濟綠色可持續發展。

關鍵詞：光伏發電;智能配電網;問題研究

引言

光伏發電作為一種節約、環保型供電方式，在生產生活中使用日趨廣泛，但是在接入智能配電往后，對整個配電網系統的正常運行工作造成了一定的影響或問題。如何實現讓光伏發電暨能及時接入智能配電網運行，又減少配電網供電質量受損的問題，成了現在電力企業技術研究的方向。只有改善目前存在的系統問題，才能推動電力企業技術的進步，才能保證供電系統的正常運行。

1光伏發電系統并入電網存在的主要問題

1.1間歇性和波動性發電

利用光伏進行發電對天氣的變化比較敏感，隨輻照度的變化會產生間歇性和波動性變化。電源并網之后，其電量變化的隨機性增強，調節性變差，并且還會帶來很大的沖擊電流，從而引起一些繼發性問題，比如電網頻率出現偏移、引起電壓閃爍或者諧波，產生電壓脈沖，導致電壓急劇跌落，引起發射頻率轉移，出現短時間斷電等，最終會導致電力體系的安全穩定性遭到打擊。假如逆變器沒有低壓穿越的功能，在逆變器并網時，電壓急劇減低，很容易引起電網短時故障，破壞電網的安全。這些問題帶來的影響和連接點電壓的級別、短路上的容量、聯網的設施和其調控方式、電源的型號和其并網容量等有密切的關系。

1.2注入電網的諧波

由于光伏發電系統產生的直流電均通過電力電子裝置變換成與電網同頻同相的交流電并網，電力電子裝置會產生一定的諧波和直流分量，并注入電網。諧波電流注入電網后，會引起電網電壓、電流波形畸變，影響電網電能質量，還會造成電力系統繼電保護、自動裝置誤動作，影響用戶的用電可靠性和電力系統的安全運行。

1.3孤島現象

孤島現象指的是電網突然出現故障的時候，并網發電系統仍然可以對其中可以正常工作的部分進行供電，并且和本地負載接通成為獨立形態。在孤島現象中，孤島中的電壓和頻率都和電網沒有任何關系，假如電壓和頻率異常，超出正常范圍，那么肯定會對設備和系統能夠造成一定的破壞。

1.4并網標準

到目前為止，我國還沒有通用的光伏發電系統的并網標準，現有的多是關于大中型光伏并網系統的技術規定，相關并網標準、系統檢測和認證體系等還在逐漸完善中。事實上，目前關于大中型光伏并網發電系統對電力系統安全穩定性、電能質量、系統潮流和無功補償等的影響，以及電網接納能力與光伏并網容量的關系等方面的技術問題尚沒有確切定論，對接入系統的有功/無功控制能力、電能質量及低電壓穿越能力等也沒有確切技術指標，另外還包括逆變器可靠性、輸配電設備、智能量測系統及系統安全性方面的檢測。隨著大中型光伏并網系統的發展，電網的接納能力、并網技術指標、配套政策法規等方面的標準會不斷完善。

2光伏發電接入智能配電網系統問題的具體解決措施

2.1電能質量監控

由于光伏發電接人智能配電網會對整體的電網系統造成嚴重的影響，從而使得整個的電能方面出現問題，比如：電壓閃爍、電壓短路以及電壓運作頻率改變頻繁等現象，這些現象都會引起電網系統瞬間斷電，或者是讓電網質量方面的問題進一步增加。針對這些問題，首先要使用具有濾波性能良好的逆變器，，從而從源頭讓電能質量提高;其次，還要安裝濾波器，消除各類諧波，將濾波器和逆變器二者結合起來，通過對額定電壓電流的輸出監控，從而能從整體對光伏發電諧波電壓進行控制。

2.2優化調度和協調運行

光伏發電接入智能配電網后會對原來的電網系統造成沖擊，所以要對并網后的系統進行優化調度和協調運行。光伏發電接入智能配電網后首先應該滿足整體區域的正常供電，在必要的情況下還可以通過新的配電網系統對全網的電能進行合理的調度，使其經濟地運行，如此靈活的電力調度，使電力系統可以不受光照、陰雨天氣等因素的影響正常運行。在實際電力系統運行過程中，配電網會面臨具有高滲透率的光伏電源接入，所以電力研究人員要提高對大規模分布式電源接入配電網的影響狀況的分析，掌握配電網對此類電能的消化機理，從而找出平衡二者的辦法，對其進行有效的控制，解決光伏發電接入智能配電網后的問題。據不完全統計，，風電輸出會穩定性低，光伏發電的供電保證率好，此時的電能輸出比風能發電更具有穩定性。我國在開采電能的過程中，越來越注重節能環保的理念，風能和光能的互補可以將環保的精神貫徹供電的始終，可以充分地利用分儲式的能源裝置，使電能的傳輸更加安全、穩定、可靠。所以，此類混合可再生的能源可以有效地對發電系統的運行進行協調處理，從而深入研究存在的問題，獲取最大的效益。對于高級的配電運行框架，要對可再生能源進行互聯和接口的研究，這種混合式的并網發電系統會對不同的負荷、電網電價的波動進行有效的控制。

2.3通過光功率預測控制輸出功率

光伏發電接入智能配電網后造成系統輸出功率不穩定，可以通過對光伏發電的輸出功率預測來實現輸出功率的控制。通過對輸出功率的預測，可以對光伏發電運行的整體情況進行掌握，能夠更好的對配電網電流分布、負荷分布和電流分布進行協調，這樣就能對輸出功率進行控制。目前對輸出功率的預測是根據配電網的實際情況，創建光伏發電配電網模型，然后根據光照幅度等一系列數據，通過精確的計算，然后進行預測。這樣就可以實現對光伏發電接入配電網后的系統輸出功率的控制，使配電網系統在輸出功率穩定的情況下，提高供電質量和效率。

2.4繼電保護設計

將光伏發電電源接人智能配電網后，配電網系統成為一項多種電源合并的電源系統，原先的繼電保護儀器不能滿足系統繼電保護需求，所以應當優化系統的繼電保護，使其具備保護方向性特點。通常當系統出現運行故障時，工作人員會采取切斷一切分布式電源，恢復原先繼電保護的方法進行電網系統繼電保護。該方法的不足之處在于減緩了系統運行速度，沒有考慮分布式電源斷開時限問題，同時經常性的切斷電源容易損壞系統設備。因此可以通過完善切斷電源方案中的時限配合問題、采取分布式電源單獨配電的方法來解決光伏發電接人配電網后系統繼電保護不足問題。經過這樣的繼電保護設計，當分布式電源出現運行故障，通過繼電保護，其故障只會導致較小面積內出現停電現象，不會影響整體配電系統的正常運行。

結束語

綜上所述，今后應將光伏發電作為一種重要的分布式電源，納入建設堅強智能配電網的總體研究框架中。從基礎問題入手，以高層次優化應用為目標，以良好的實驗環境為科研平臺，進一步開展多方面實用化研究，以滿足智能配電網的發展需求。

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