基于分布式光伏發電系統接入電網的設計有關思考

郭莉莉

摘要：隨著時代的發展進步，我國的能源開發范圍也在逐漸擴大。人們生活生產對于能源的需求越來越多，要求越來越高，但是傳統能源卻在日益枯竭，如果不能開發出能夠重復利用的新能源，必然將導致未來人們的生活生產無法順利進行。分布式光伏發電系統是一種將太陽能轉變成電能的裝置，目前得到了社會關注，認為該系統發展前景非常可觀。但是在實際的應用中，分布式光伏發電系統并網設計成為了相關工作者的關注重點，如何在保證提升發電量的同時避免不利之處，必須進行重點分析和探究。

關鍵詞：太陽能;電能;分布式;光伏發電;電網;設計

太陽能發電，也可以稱為光伏發電，屬于國家全新的能源項目類型，原理是利用半導體材料產生光伏效應，將太陽輻射轉變成電能，屬于較新型的發電技術。光伏發電系統，指的就是光伏發電過程中所有設備和材料的總稱，主要成分包括光伏組件、交流配電系統、逆變器等等。分布式光伏發電系統的設計將直接決定系統應用效果，如何進行接入電網設計就成了當前需要重點研究的內容。

一、分布式光伏發電系統組成

（一）太陽能電池組

目前常用的太陽能電池組材料是結晶硅，太陽照射的條件下會導致材料上形成摻雜層，產生大面積的PN結，生成光生電壓，太陽能電池的P和N端連接到負載上以后就能夠產生電流通道，將太陽能轉變成電能。

（二）蓄電池

蓄電池在系統中的作用是儲能，其運作方式是將太陽能電池轉化得到的電能儲存起來，如果因為陰天、雨天等天氣無法照射太陽光，太陽能電池組無法作用，那么蓄電池就能夠釋放儲存的電能。通常情況下，分布式光伏發電系統蓄電池選擇需要參考當地的日照情況保證蓄電池安全可靠，同時也要兼顧經濟方面的合理性，盡可能提升系統的經濟效益。

（三）充電控制器

充電控制器的設置能夠幫助保護蓄電池，避免過充放電造成的危害，同時對太陽能電池組輸送的電流和電壓進行控制，對于蓄電池輸出電流和電壓也能夠進行控制，合理控制充電和放電過程，保護蓄電池避免壽命過短。

（四）逆變器

太陽能轉變成電能得到的是直流電，必須對其進行處理轉變成交流電才能接入電網。逆變器能夠對直流電進行控制和保護，接收到太陽能電池組的電流和電壓信號以后，能夠向主電路發出信號，將直流電轉變成正弦電流，達成系統并網發電的目標。

二、分布式光伏發電系統接入電網的不利之處

（一）電壓

光伏電源接入到電網中以后，因為饋線上傳輸功率下降，會導致饋線各個負荷點的電壓提升，進而造成負荷節點的電壓偏移或是超標情況，具體數量和電源的位置和容量有關。光伏電源會受到太陽輻照度的影響，所以局部配電線路可能會出現電壓閃變的情況，與負荷改變相互疊加，將會造成更嚴重的電壓波動。

（二）電流

光伏系統會產生逆向短路電流，位置在保護下游，短路點則在上游，光伏系統對于故障點和保護會產生影響，應當系統容量過大，那么就可能提供較高的短路電流造成誤跳閘。

（三）諧波

光伏系統中的逆變器含有大量的電力電子元件，直流電變化成交流電的過程中會產生諧波，諧波進入到電網中以后會污染電網。

（四）孤島效應

孤島效應的出現會造成一系列的問題，具體危害包括：對于檢修人員造成了威脅;缺乏大電網支持導致供電質量下降，用電設備容易損壞;電網恢復供電以后，相位不同步會導致電流過大造成沖擊。

光伏發電系統接入到電網中以后，對于電網將造成較多不良影響，綜合來看該系統屬于不友好的電網電源。

三、分布式光伏發電系統接入電網的設計要點

參考以往的光伏發電項目經驗以及國家電網出臺的通知，光伏發電系統接入電網的設計要點包括：

光伏發電系統接入到電網中需要綜合參考自身的發電容量、供電網絡選擇合適的電壓，控制電能質量。并網過程中，并網點處的電壓如果超過了規定范圍，那么需要根據國家規定要求停止分布式發電系統的送電。例如并網點的電壓在額定電壓在85%-110%之間，電網是能夠正常運行的，若是超過這個范圍，或是沒有達到這個范圍，那么必須在0.2s之內停止光伏系統的供電。分布式光伏發電系統計入電網需要綜合參考供電線路的實際情況統籌分析，電壓等級要求包括：接入容量在1000kW以下，接入電壓等級為380V，接入容量超過1000kW，那么接入電壓等級為10kV;同一個客戶380V接入電壓接入點必須在5個以下，總容量不能超過5000kW;如果接入電壓為380V，那么光伏專用變壓器發電總量需要低于配電變壓器容量的85%，而且公用變壓器發電總量需要低于配電變壓器容量的25%。

將光伏發電系統接入到電網中以后會對電網產生影響，導致波動或閃動，為了避免這種不良影響，需要在設計期間加入電能質量檢測裝置。系統接入到電網中以后，需要對相關的PCC點進行電壓檢測，查看是否滿足標準規定，具體包括：接入電網時供電電壓偏差必須在7%以下;并網點的頻率需要控制在49.5-50.2Hz之間，若是頻率范圍超過，不符合系統正常運行規范，就需要保證逆變控制器能夠在0.2s之內切斷輸電工作;光伏發電系統接入電網以后會導致連接點電壓浮動，設計期間需要注意浮動必須控制在3%以下。

孤島問題對于整個電網系統都會造成嚴重的不良影響，尤其是工作人員，會出現人身安全隱患。所以，在系統接入電網的過程中，需要通過設置孤島檢測的逆變器對系統進行監測，一旦發現孤島問題，馬上能夠切斷光伏系統和電網之間的連接，減低不良影響。

結語

綜上所述，隨著人們生活水平逐漸提升，對于新能源開發的要求也越來越高，太陽能作為價格低廉、可再生、儲量大的能源在人們的生活中應用越來越廣泛了。將分布式光伏發電系統接入到電網中能夠幫助提升用電效率，但是實際應用中需要在設計階段解決光伏系統帶來的不利影響，推動系統可持續發展。

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