分布式光伏發電系統的并網技術應用

李家鵬 王豫昊

摘要：在國家的重視下，國內光伏發電產業規模持續壯大，充分地利用了太陽能，保障光伏發電的穩定性。光伏并網發電系統利用了光電效應原理，依托太陽能電池陣列、控制器、蓄電池和逆變器的相互協作，通過可靠的技術，提高電網體系的能源效率。分布式發電的優勢不言而喻，但是其劣勢亦顯而易見，尤其是分布式電源與電網并入中，對于接入系統設計提出了極大的挑戰。為了確保并網策略及負荷的協調運行，還需要不斷完善并網的技術方案，實現可靠并網的安全穩定，助推分布式光伏發電的可持續發展。

關鍵詞：分布式;光伏發電;并網技術

1 分布式光伏發電發展特點

隨著分布式光伏發電系統的穩定，為了響應國家政策，分布式光伏發電項目除了滿足自身電力需求之外，還可以將剩余的發電量并入國家電網。為了提升并網技術的效率和質量，還需要明晰并網技術與主網變電站設備的關聯。首先，并網應用會導致電網饋線結構復雜化，造成功率導向收到不同程度的影響，對于故障電流的分布產生一定的干擾，使得系統電壓處于變化之中。其次，光伏并網會引發絕緣損壞的風險，特別針對主變中性點而言更是不容忽視。昀后，在主供電源消失時，電壓與頻率會產生不正確動作，造成母線失壓的潛在風險。此外高次諧波與不穩定性的發電功率，會對主網電能質量產生污染影響。

基于就近發電、并網、轉換和使用的導向下，光伏電站的發電量隨之上升，還可以避免電力損耗問題，這是分布式光伏發電區別于傳統光伏發電的核心所在。（1）以往光伏產業發展多處于地處偏遠、光照充足的區域。雖然電能產量較大，但是并網難度問題成為困擾產業的不利因素，造成電能資源的巨大浪費。而分布式光伏發電以家庭或單位為主，多集中于城市內部或周邊，電網稍加改造便可以并網。（2）分布式光伏發電系統具有極強的可靠性，通過各電站相互獨立的配置，參與運行的系統較少，可以實現自行控制，能夠有效應對大規模停電事故，對于集中供電具有極強的幫助。

近年來，我國光伏產業出口受阻，這也暴露出中國光伏產業發展存在的問題，表現出內需活力的不足，而且過于依賴國外市場。反觀分布式光伏發電市場前景十分廣闊，在逐步擴大的規模下，不僅從家庭和企業供電拓展到交通監控、道路照明，而且在交通監控和景觀照明中也取得了不錯的發展。未來分布式光伏發電在國家的重視和鼓勵下，新增備案總規模不斷提升。

以分布式光伏發電為主線，勢必成為新能源產業發展的主流，不僅未來前景光明廣闊，而且符合光伏產業未來的趨向。

2 太陽能發電與并網技術

光伏特性效應發電是太陽能發電技術的主要特征，在我國并網技術現狀下，兼續大規模集中開發與分散開發，實現了中高壓接入與低電壓就地接入并舉的特點。

關鍵技術。在分布式光伏發電系統中，核心技術包括組件的絕緣技術、孤島效應保護技術、昀大功率跟蹤技術、夜間零耗電技術、陽能并網技術、電能雙向計量技術以及電磁兼容性技術。

并網技術面臨的壓力。受電能質量等因素的影響，容易出現三相電流不平衡的情形，從而引發輸出功率與產生諧波的閃變。受此影響光伏電源會產生電壓波動，且變化幅度大。面對自身不具備慣量的屬性，在電網自動化系統以及電壓無功控制的指標約束下，電能計量計費技術問題生成多電源結構保護，對于后續運行控制措施產生促動。

分布式并網的原則。通過調查發現，現有光伏并網系統在標準與規范中，受可靠性和安全運行缺失的影響，導致電網規劃存在極大的局限性。一方面，標準嚴重滯后，檢測標準和管理體系尚未健全。這就需要在加強接入電網技術規定的安全性，加裝在線檢測裝置，提升電能質量要求，按照不可逆接入方式劃分做好安全與保護的并網性能。另一方面，分布式并網要減少對電網供電的依賴，做好光伏電站等級分類的劃分，提升差額的補償與外送，降低光伏電站的占地面積，利用電能雙向計量技術實現并網逆變器諧波的科研水平。

3 光伏并網發電系統的設計

在光伏發電系統的眾多項目當中，光伏并網發電系統的優勢不言而喻。借助逆變器的核心作用，能夠實現為社會用電提供服務的目標。利用光伏電池陣列、光伏并網發電系統以及功率跟蹤器的相互協調，不僅對于傳統電能的供應壓力帶來了釋放，而且有助于電網智能化的推進。對于太陽能資源的高效利用具有不可替代的價值與優勢。

結合分布式光伏發電系統的趨勢，結合發電系統光伏并網關鍵技術的設計能力與趨勢，為了實現分布式光伏發電系統取得昀佳化的效益，一定要明晰系統中的關鍵技術，以昀大功率點跟蹤技術為依托，確保電導增量法和擾動觀察法的和諧應用，發揮二者輔助協調化優勢，不僅可以掌握系統中的昀大功率點，還可以觀察并比對波動的狀態，實現電導數據的瞬間運行，為主動調節光伏并網發電系統奠定堅實的基礎和保障。與此同時，在并網逆變器控制技術中，由于使用了直接控制的方式，為此電流內環和電壓環設計更加合理，從中也體現出保持同頻電流的優勢。既反映了分布式電源并網技術存在的弊端以及改進的趨向，同時表面了引入分布式電源并網技術的可行性必要。在不斷發展的社會背景下，分布式電源并網技術應用，要想發揮其靈活性優勢，必須要以可靠性為基礎，實現儲能和調用。在此基礎上，加強注重技術安全的控制，做好高效率的緩沖應用，將安全性、可靠性的電源并網技術與技術缺陷的改進對接，實現并網發電系統的應用可持續發展。

4 分布式光伏發電技術的發展

分布式光伏發電進一步提高了能源利用率，要充分利用太陽能，將其就地發電、消納性能發揮得淋漓盡致，同時強化大電網系統的抗災害能力。基于此，要在并網技術條件方面下大功夫，實現配電系統的分散式管理，一旦出現穩定性與安全運行不協調的現象，可以利用中、低壓配電系統實現電網輸送能力的促進與優化。在并網技術條件的綜合考慮區域上，有效要基于穿透率和逆功率的特點，發揮波動性與隨機性特征，結合電網與分布式光伏發電系統之間的關系，在光伏發電系統集成體系的開發進程中，確保光伏發電系統在設計準則的基礎上，實現性能較高的逆變設備，（1）減少對電網的負面影響;（2）提升發電、配電的安全性。在此基礎上，做好穿透率與逆功率的平衡協調，嚴格依照研究標準額屬性劃分，在分布式光伏發電系統的創新機制中保持領先效應。為此壓迫加強電系統的設計準則，按照光伏發電系統的穿透率需要，在配電網與分布式光伏發電系統中，以輸送能力因素為考慮內涵，不斷加強供電系統的儲能量，拓寬電能覆蓋范圍，實現動態化的功率調整，為供電系統收納電力拓寬電能覆蓋范圍奠定堅實基礎。

5 結語

隨著分布式光伏發電產業的快速發展，光伏并網發電系統日趨成熟和穩定，但是要想在短期內代替傳統并不現實。受輸送能力以及并網技術條件等因素的制約影響，在技術的開發環節還需從全局出發，統籌兼顧地實現調度方式的靈活性，避免逆功率現象的產生。作為集中供能系統的有效補充，分布式光伏發電系統要落實安全保護技術，配備相應的預警裝置，從設計方案和光伏系統的運行方式入手，利用策劃及現場實踐推進系統技術的應用。

參考文獻

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