淺析分布式光伏并網對電能質量的影響及對策

陸志繁

摘要：作為一種重要的新能源利用途徑，分布式光伏并網不斷滲透使得配電網的電能質量水平也會從某種程度上受到影響，引發配電網的輸出功率隨機性、波動性和不可調和性，配電網也非常容易出現閃變或者是電壓波動等狀況。因此分布式光伏并入配電網絡必須要采取更加合理的方式，才能保障整個電力系統運行的穩定性和安全性。本文主要對分布式光伏并網對配電網店的質量的影響進行探討，并提出了相應的應對措施。

關鍵詞：分布式光伏并網;電能質量;配電網

引言

在我國工業經濟快速發展過程中傳統石化能源的消耗不斷加劇，由此不僅導致了嚴重的生態環境破壞，而且也進一步加劇了溫室效應，在此情形下人們對新能源技術的應用更加關注。在新能源發電技術中光伏發電屬于一個非常重要的組成部分，光伏發電技術在我國也取得了快速發展。但是配電網來并入分布式網絡的過程中會受到一定影響，因此必須要不斷提升分布式光伏并網應用效果，這樣才能有效改善配電網絡的電能質量。

1 分布式光伏并網對電能質量的影響分析

隨著我國分布式光伏電源在配電網運行中滲透率的不斷提升，傳統電力系統運行在一定程度上受到影響，而且也會對配電網整體電能質量產生影響。分布式光伏通常情況下是在配電箱末端位置介入，非常接近終端負荷電氣，因此可以實現就近供給電能，也可以讓饋線中的功率傳輸得到有效控制;而且也可以就地實現無功補償，能夠很好的發揮出接入點電壓的支撐作用[1]。分布式光伏并網發電與其他新能源可以實現同步并網，形成與電網的互相支撐關系，這樣就能夠充分發揮出平抑系統擾動、頻率穩定和保持電壓的;當配電網絡發生自然災害或大規模停電的情況下，可以通過光伏發電重要的用電設施獨立提供電力供應。

傳統配電網由于采取的是單一電源模式，在線路潮流方向上的電壓呈現出依次降低的趨勢。在接入分布式光伏之后電網的潮流分布模式會被改變，也會使得各負荷節點位置的饋線電壓被抬高，由此很可能引發負荷側電壓越限現象。另外，太陽輻射強度、氣溫和光照程度等自然因素都會對分布式光伏發電輸出功率產生影響，導致其輸出電壓出現不穩定現象。例如光照強度降為0的時候，光伏電源的動力輸出也將下降為0，在這種情況下負荷電壓會相應下降，此時需要通過配電網的支撐來實現電壓恢復，如果光照清強度不能及時恢復的情況下，額定電壓也會出現下降現象。由此可以知道光照及強度不足的情況下會導致整個配電網絡出現電壓不足，進而影響電力設備的整體運行。此外環境溫度也會對光伏發電的電壓穩定性產生影響。在其他環境保持不變的情況下，如果環境溫度逐漸上升的情況下會導致光伏電源功率輸出能力下降，進而影響配電網絡的整體穩定性，但是此時電壓不會受到影響，因此在光伏電源應用的過程中必須要對環境溫度進行合理控制。當光伏輸出較大的情況下整個配電網絡如果缺乏充足無功調節設備，就非常容易引發負荷潮流波動現象，進而產生電壓偏差，電網正常運行過程中的電壓調節難度也將更大。此外光伏發電還會受到各類自然因素影響而出現不穩定性和間接性，從而使電網電壓產生波動和閃變現象。光伏發電系統在進行并網、或孤島運行轉換時非常容易導致輸出功率產生波動，在這種情況下并網端或者是其他節點也容易出現電壓波動和閃變現象[2]。另外，當出現短路故障的情況下光伏電源的有功功率會快速增加，當短路故障消除之后逐步恢復，但是其與故障前的有功功率相比較更低;而電壓值在出現短路故障的情況下也會出現明顯下降，短路故障排除之后電壓值能夠快速恢復。光伏電源與配電網末端之間的距離越近其滲透率就會越高，因此需要對配電網中光伏供電的比重進行合理控制，這樣才能有效避免電網出現運行故障而而對電能質量產生影響，在實際操作過程中應該對系統整體的運行負荷進行有效控制，同時對發電設備總容量進行合理削減，這樣才能讓電能利用率得到整體提升，并充分保障配電網絡運行的穩定性。

2 分布式光伏并網對電能質量影響的改善措施

2.1 配電網運行安全保障

（1）繼電保護。當整個配電網絡中出現兩相或三相短路故障的情況下，必須要保障分布式光伏電源實際提供短路電流是額定電流的1.5倍;如果短路故障發生在并網點下游位置，分布式光伏主電源實際提供的短路電流就會相應減小，而且系統的短路容量、分布式發電接入容量與減小幅度之間存在正相關關系[3]。

（2）自動化。針對分布式光伏發電對配電網短路造成的影響可以充分利用重合閘與分布式光伏發電脫網特性結合的方法進行有效消除：首先變電站應該將重合閘延時時間相應增加2.5～3.5s;針對終端傳輸電流信號不予保持，或者嚴格將該信號的保持時間控制在1s的范圍內;如果分布式光伏電源并往后的發電容量一旦超過配電線路整體容量25%的情況下，需要對配電終端故障信息的上報定值進行重新整定，根據具體狀況來合理提升設定值。

2.2 檢修安全

要針對分布式光伏并網配電網絡檢修管理規程進行及時修訂，并不斷強化各項檢修管理措施落實，以此來保障分布式光伏電源并網的安全性。通過大量的實驗檢驗及現場進行觀察可以發現，分布式光伏并網必然會產生孤島效應，因此必須要將配電網相關配套設施的作用發揮出來，都是針對分布式光伏并網系統制定出更加合理的配電檢修管理措施，這樣才能有效避免送出線路檢修過程中出現各種隱患[4]。

2.3 加強技術創新

我國目前分布式光伏并網配電系統的應用規模正在不斷擴大，這也嚴重削弱了電力企業的電網控制能力。因此作為電力企業要不斷強化技術創新和應用，加強對先進技術的研究來實現信息數據采集渠道進一步拓展。充分發揮信息平臺的作用來全面采集各區域分布式電源信息。目前在電力行業中已經出現了一些主站平臺、就地監控裝置新型的電力管理裝置，這個對于電網企業強化電網運行管理水平有積極作用。電力企業可以充分應用主站平臺來是實現各類數據的采集、發布、存儲和應用，同時也可以實現集中調度控制，在此基礎上就可以實現整個配電網絡中數據信息的采集。借助科學的分析技術進行數據處理后，可以為后續開展電網檢修、運維、調度等提供充足的數據參考。通過對裝置運行狀況進行及時監控后電力企業可以及時實現數據采集和上報，同時也可以及時相應主站平臺發出的各類調度指令，進而有效控制分布式光伏并網電網。我國當前分布式光伏并網電網的應用規模在不斷擴大，這也是未來配電網發展過程中的一種主要供電模式。因此相關企業必須要在科技創新和研究方面不斷加大力度，持續推出新型管理裝置，這樣才能實現對配電網控制能力的全面提升。

2.4 強化電網和分布式光伏協調控制

太陽輻射能是分布式光伏并網發電的主要能源，因此，光照強度、氣候等因素會對分布式光伏發電產生極大影響，進而使分布式光伏發電出現運行不穩定現象。分布式光伏發電應用規模的不斷擴大會導致配電網的運行受到巨大影響。因此，企業在實際應用分布式光伏發電并網的過程中，要加強配電網與分布式光伏發電的協調控制，這樣才能有效消除分布式光伏并網帶來的影響。因此作為電力企業必須要對分布式光伏并網電網不斷加強研究，同時對如何實現功夫是分布電源并網與配網的協調進行深入研究。

2.5 配電網中心控制層

當分布式光伏發電系統受到配電網系統的調度指令之后，需要嚴格按照設計配比來設置逆變器輸出功率。光伏列陣的在實際運行過程中其輸出功率會存在間歇性和波動性。當出現功率不匹配現象的情況下，可以充分借助于超級電容的儲能裝置對異常功率進行調節，通過這種方式讓配電網的調度得到穩定執行，同時也能夠讓配電網的電能質量得到全面提升。

配電網在運行過程中出現了10%以上的電壓偏差，需要對分布式光伏電源系統電壓進行緊急調用。以這種方式來實現容量問題的有效解決，同時也能夠有效避免逆變器出現過流現象。如果配電網電壓出現下降的情況下，分布式電源的輸出功率也會相應下降，在這種情況下就可以達到最大可用容量，從而對無供電的運行進行有效提升，同時也能夠使配電網的電能質量。

3 結束語

分布式光伏發電與我國的可持續發展現狀完全相符，對改善環境也有積極促進作用，但是由于其發電設備具有一定特殊性，會對配電網發電質量產生一定影響，必須要采取合理措施進行干預，才能促進電力行業的健康發展。

參考文獻：

[1]邵尹池，李海雨，陳璨，劉陽，鞏宇，高涵冰.規模化扶貧光伏接入對冀北農網電能質量的影響[J].供用電，2020，37（12）：46-53.

[2]黃亞峰，劉思驛，龐松嶺，高昌龍.基于自適應權重PSO算法的分布式光伏并網極限容量計算[J].廣東電力，2020，33（04）：34-40.

[3]劉成.某市分布式光伏和充電樁并網對公共電網電能質量的影響分析[J].紅水河，2019，38（03）：48-53.

[4]李夢佳，梁龍金，姜文，公政，鄭冉，公茂法.考慮電能質量約束的配電網光伏最大準入容量研究[J].電子質量，2019（03）：9-12.