分布式光伏并網對電能質量的影響及對策

陳佳林

摘?要：近年來，我國的環境污染問題日益嚴峻，也面臨著越發嚴重的能源短缺問題，在此背景下，業內人士都逐漸提高了對于光伏發電的關注，強調分布式光伏并網技術的運用。然而，由于此類發電形式的穩定性仍然有待提升，且連續性較差，具有較大的波動范圍，導致此類電子元件表現出十分強烈的非線性特點。相比于以往的發電方式，此類發電模式的發電質量一般難以得到充分保障，需要深入探索可能影響電能質量的原因，并提出相應的電能質量優化對策，下文將就這一問題展開研究。

關鍵詞：分布式光伏發電;電能質量;影響因素

一般而言，光伏發電并網系統所占據的面積相對較小，且無需消耗過多的建設成本，因此已經受到了各類人群的高度關注，并逐漸演變為炙手可熱的可再生能源發電方式。近年來，光伏發電機組的規模已經得到了充分拓展，隨著光伏發電量的不斷提升，也相應引發了許多問題，在一定程度上影響了電能質量。為此，下文將簡要介紹各類可能的電能質量影響因素，以促進電能質量提升，讓電網運行的穩定性和運行效率得到切實保障。

1 分布式光伏并網對配電網的影響

1.1 電能質量

隨著分布式光伏并網模式的不斷發展，也相應影響了配電網的質量。在分布式光伏并網模式下，一般采取高頻調制的形式，且諧波的產生風險相對較高，在一定程度上影響了光伏并網功率輸出的穩定性，相應增加了電網電壓快速波動的風險，可能導致其出現閃動變化。配電系統是一種較為單一的系統，可以實現在各類角色間的靈活分配，并據此實施電能收集，達到良好的電能傳輸及分配效果。在此背景下，可能對電能造成一定的諧波污染，同時，也可能由于電壓發生持續波動而引發嚴重的閃變問題[1]。

1.2 電網運行控制

由于受到分布式光伏并網系統的影響，可能相應限制配電網運行的穩定性。在大規模光伏并網發電的支持下，可以實現對于太陽能的充分利用，然而，因為受到太陽強度差異和溫度差異的影響，在一定程度上影響了并網功率，也相應增加了功率變化風險，使得并網功率表現出一定的不確定性。通過光伏發電系統的形式，可能相應增加電網負荷掌握難度，導致有關人員無法建立對于電網實際狀態的精準把握，導致系統調度及整體計劃的難度較高，且極易發生不同程度的問題。

此外，在接入相應的公共電網后，可能因分布式光伏并網發電系統故障而導致配電網電源點數量大幅增加。然而，因為電源點的分布式十分分散，相應影響了電源點的單點規模，導致后續電源協調控制環節難度較高，采取以往的常規調度方式往往難以充分適應現階段的用電需求。一旦處于用電高峰期，便可能帶來嚴重的用電安全隱患，導致電網運行控制難度大幅提升。

1.3 孤島效應影響

如果電力線路發生了故障問題，或是由于出現了停電事故而急需維修而斷電，都可能導致不同用戶端附近出現供電孤島，使得分布式光伏電源與周邊的負載大幅提升，甚至可能嚴重超出電力公司的控制和承載能力界限，也即產生了孤島效應。隨著分布式光伏并網系統應用范圍的不斷拓展，也相應提升了孤島效應的概率。

一旦出現了孤島效應，可能相應影響用戶的用電質量，為配電網的形成過程帶來如下影響：首先，如果某一區域內存在孤島效應，則可能影響該區域內供電電壓和頻率的穩定性;其次，因為供電恢復的相位存在嚴重的不同步問題，可能相應增加電網沖擊的風險;再次，在發生孤島效應后，光伏供電系統可以與以往的配電網實現充分分離。若所采用的供電模式為單相供電模式，則可能相應影響配電網三相負荷的穩定性，導致其分布不對稱，同時，也可能相應影響其他用戶的整體用電狀態;最后，針對配電網狀態進行切換，將其調整為孤島方式，如果僅僅依賴于光伏發電系統進行電能供應，便可能由于系統儲能構件數量不足或元件容量有限而相應增加供電風險，導致用戶負荷不穩定，甚至可能發生負荷閃變等問題[2]。

2 提升分布式光伏并網電能質量的對策

2.1 安裝安全自動裝置

對于不同的光伏電站而言，相應的并網方式也存在一定差異，且不同的并網方式均具有其獨特的特點。深入分析其原因，可以確定電網架構是造成光伏電站差異的主要因素。為此，要求企業充分關注每個光伏電站自身的結構特點，在光伏電站上裝設相應的安全自動裝置，讓企業管理人員在實際安裝過程中嚴格遵循如下原則：如果發現現場情況十分焦灼且形勢較為緊急，則需要有關工作人員在系統中切除光伏電站，同時，要求保留系統自身結構，以充分保障后續電力系統運行的穩定性，使其運行安全性得到切實提升，并以此為前提構建第三道防線。

2.2 采取局部式光纖差動保護措施

對于一般微機保護工作而言，其受到分布式光伏電站并網干擾的可能相對較高，且一旦受到干擾，其干擾水平必然較高，要求企業在條件允許的情況下充分運用局部式光纖差動保護裝置，并將其作為主要的應對手段。通過這種方式，讓企業可以無需考慮光伏發電的影響，也無需關注陽光照射因素，同時，也可以有效避免由于助增電流所引起的問題，避免影響電路保護的靈敏性[3]。

結語

分布式光伏電源作為一種相對新穎的發電技術，有著一定的應用優勢，但是，一旦將其接入配電網中，則可能嚴重影響傳統配電網的正常運行，對配電網的潮流分布狀態造成嚴重限制，但是，卻可以相應提升電能質量。現階段，分布式光伏電源仍然處于發展的初級階段，難以將其充分應用于配電網中，要求充分關注光伏式電源，深入研究其在配電網中的應用狀態，以充分保障分布式光伏電源在配電網中的應用效果。

參考文獻：

[1]程麗，李鑫，項興堯，戚永青，劉凌宇. 基于潮流計算的分布式光伏接入對配電網電壓影響研究[J]. 科技通報，2021，37（05）：31-36+112.

[2]劉翀. 分布式光伏并網對電能質量的影響及對策[J]. 機械工程與自動化，2021（05）：197-198.

[3]王春，劉海峰，杜宇航. 分布式電源光伏發電對低壓電網的影響及對策[J]. 山東工業技術，2019（07）：194.