分布式光伏并網(wǎng)點電壓控制調(diào)整方法研究

徐瓊

摘要：從分布式光伏并網(wǎng)現(xiàn)狀和存在的主要問題出發(fā)，結(jié)合電網(wǎng)的負荷特性和運行特點，對由于并網(wǎng)電壓過高造成的分布式光伏停機問題進行了分析，研究了低壓配電網(wǎng)分布式光伏電壓調(diào)整問題，提出了促進分布式光伏發(fā)電健康發(fā)展，提高資源利用率的幾點建議，以控制手段和管理提升。

關鍵詞：分布式光伏;配電網(wǎng)絡;并網(wǎng);電壓控制

伴隨著能源體制改革的不斷深化，電力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，新能源裝機規(guī)模經(jīng)歷了突發(fā)性發(fā)展，風力發(fā)電裝機量平均年增長率為17%，光伏發(fā)電年增長率為76%，成為總裝機容量第二、三大類型，新增能源裝機3282.7萬kW，所占比重由“十二五”末的10.97%增至31.6%。在未來一段時間內(nèi)，充分發(fā)揮能源革命的標桿示范引領作用，新能源技術將邁入發(fā)展高峰期，2025年，裝機所占的市場份額將高于40%，開發(fā)設計綠色、低碳環(huán)保可再生資源是完成“碳達峰”、“碳排放交易”目標的必然趨勢，構(gòu)建標準，采取相應對策，提升新能源技術的集中處理能力，確保分布式光伏系統(tǒng)優(yōu)化平穩(wěn)并網(wǎng)，是完成“十四五”電力能源發(fā)展規(guī)劃的前提和保證。

1分布式光伏技術的發(fā)展

按公式ΔU=（PsR+QsX）/U計算分布式光伏接入后的電壓偏差，PsR+QsX）/U的光伏并點電壓U=Us+（PsR+QsX）/U，在光伏發(fā)電并網(wǎng)前或低負載時，電力網(wǎng)側(cè)流，Us≥U;當PL+jQ超過并網(wǎng)時，開關電源側(cè)面電力網(wǎng)側(cè)流動性，Us≤U，在電力網(wǎng)側(cè)到開關電源側(cè)的電壓慢慢升高，太陽能發(fā)電輸出功率和路線特性阻抗共同影響著電壓偏位的力度。

1.1光伏系統(tǒng)接入的現(xiàn)狀

分布PV的運營模式主要有統(tǒng)購統(tǒng)銷和自用余量上網(wǎng)兩種模式，根據(jù)發(fā)電容量單點380V/220V～35kV電壓等級，或按母線、開關站、線路、高低壓配電室、箱變低壓母線等搭配方法。因為分布式光伏發(fā)電量用戶量的持續(xù)提升，對電力網(wǎng)運作的影響呈現(xiàn)“部分向全局性，配網(wǎng)向主網(wǎng)拓寬”的發(fā)展趨勢。因為遍布、高滲性等特性，配網(wǎng)由傳統(tǒng)式的“微波感應器網(wǎng)”慢慢發(fā)展壯大變成“有源網(wǎng)絡”，供電系統(tǒng)從單一的單邊趨勢變化為雙重趨勢，供能側(cè)和負載側(cè)起伏疊加，使電力網(wǎng)運作管理，電力工程均衡，供電系統(tǒng)無功功率調(diào)整控制等新挑戰(zhàn)。

1.2分布式光伏連接對電力網(wǎng)負載特征的影響

在“十三五”期內(nèi)，我國再次推進“三農(nóng)”政策，光伏扶貧、小城鎮(zhèn)建設更新改造、電代煤、水井插電，大力實行村通照明電等環(huán)境保護扶貧項目，部分地區(qū)負載展現(xiàn)出周期性、及時性強的特性，受時節(jié)影響，外界氣候，環(huán)境危害比較大，有較大的可變性，特別是在春耕生產(chǎn)和夏天，在冬天的某一時段，負載會忽然增加或是忽然降低。在太陽能發(fā)電出力時段性的影響下，因為分布式光伏連接的未知和不確定性，電力網(wǎng)負載水準日益提升。

1.3配電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)對分布式光伏系統(tǒng)的適應性分析

就能源供應地區(qū)來講，在城市及經(jīng)濟發(fā)展迅速發(fā)展的具體產(chǎn)業(yè)鏈示范園，選用“網(wǎng)格化管理”配電方法，電力網(wǎng)調(diào)整靈活，配電系統(tǒng)可靠性高，用電量數(shù)量大，分布式光伏連接后對電力網(wǎng)時尚潮流遍布和電壓影響相對性較小，選用“網(wǎng)格化管理”配電方法。一些縣市級配電地域受地區(qū)構(gòu)造、地域發(fā)展趨勢不平衡的限定，負載相對密度低、鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架欠缺、配電間距長，在其中10kV單射式配電占90%以上，供電的半徑超過15km的路線占近30%，而分布式光伏發(fā)電量不斷迅速發(fā)展間的分歧日益凸顯。

1.4分布式光伏連接對配網(wǎng)電壓的影響研究

1.4.1分布式光伏連接后的電壓誤差

伴隨著光伏發(fā)電站與電力網(wǎng)間電氣設備間距的減少，發(fā)電量輸出功率的變化幅度減少，光伏發(fā)電并網(wǎng)電壓起伏減少。當電力網(wǎng)特性阻抗、耗電量一定時，太陽能發(fā)電輸出功率的變動是系統(tǒng)電壓起伏的具體要素。當今，我國中配電房網(wǎng)用戶側(cè)電壓偏位數(shù)值0～10%，10kV和220V為+5%～-10%，在安全事故情況下正偏位最高值為0～10%，安全事故情況下的電壓偏位數(shù)值0～10%。

1.4.2配電設備互聯(lián)網(wǎng)無功功率補償方法

配電網(wǎng)無功功率補償方法關鍵選用配網(wǎng)低電壓側(cè)補償方法，配網(wǎng)中低壓無功補償?shù)呐潆娮儔浩魉急燃s56.35%，賠償率16.16%，配備無功功率補償?shù)木€路占比僅為4.36%，總體補償溫度稍低。常規(guī)配電設備網(wǎng)上的無功功率補償主要是根據(jù)兼容補償來調(diào)整功率因素，處理客戶側(cè)電壓低的問題，及其在分布式光伏很多連接后因為發(fā)電量輸出功率起伏而發(fā)生的電壓問題。

2分布式光伏連接配網(wǎng)的電流控制調(diào)整方式

2.1連接形式的提升

屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)連接低壓電力網(wǎng)，連接總?cè)莘e要與配電變壓器容量相符合。對存有高電壓問題的臺區(qū)開展分析，太陽能發(fā)電網(wǎng)上容積不適合超出配電變壓器容積的50%。對已連接的部分光資源集中化地區(qū)，太陽能發(fā)電電腦裝機點和連接位置無法更改，可考慮到提升配電變壓器總數(shù)/容積，減少臺區(qū)配電的半徑，以減少路線特性阻抗，改進電壓過高問題。

2.2提升變壓方法

在電力網(wǎng)終端設備，中配電房網(wǎng)的系統(tǒng)電壓調(diào)整方式關鍵有：調(diào)整電源額定功率、調(diào)整無功功率補償機器設備的投加量、調(diào)整變比等。并網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電裝進35kV電力網(wǎng)，無功功率動態(tài)補償設備安裝在并網(wǎng)后，對配電網(wǎng)運作電壓特性危害并不大，電壓達到運作規(guī)定。針對經(jīng)10kV線應T連接配電系統(tǒng)的光伏發(fā)電站，可考慮到提升線路交流穩(wěn)壓器，依據(jù)發(fā)電能力的轉(zhuǎn)變?nèi)詣诱{(diào)節(jié)電壓，確保電壓達到正常的運作規(guī)定。

2.3電壓控制方法的提升

對主變、箱變分頭部位開展調(diào)節(jié)，以處理太陽能發(fā)電大時間段電壓過高狀況，制定更有效的電壓操縱上界和融洽主變或新能源技術網(wǎng)站間無功功率工作電壓的配對等對策;促使動態(tài)無功補償設備的無功負荷導出更有效，無功功率貯備更充足，電壓運作更穩(wěn)定。經(jīng)10kV路線或T連接配電系統(tǒng)運作的光伏發(fā)電站，列入地調(diào)全自動電壓操縱AVC，保證電壓達到正常的運作規(guī)定。

結(jié)語

本文根據(jù)理論測算和實例分析，明確提出了如下結(jié)果和提議，以融入規(guī)模性可持續(xù)太陽能發(fā)電光伏資源的規(guī)模性可持續(xù)性連接，提升太陽能光伏資源的使用率，提升發(fā)電量效率，降低對客戶配電質(zhì)量的影響。

參考文獻

[1]方響，馬笛，侯偉宏，等.分布式新能源接入下的區(qū)塊鏈共識機制研[J].浙江電力，2019，38（7）：1-6.