分布式光伏接入对电网调控运行的影响与管控

梅伟 万长江 熊翠英

【摘  要】随着经济和各行各业的快速发展，结合分布式光伏电源的工作原理，分析了分布式光伏并网后对配电网产生的几个不利影响，包括电网运行控制不佳、电能质量受损、产生孤岛效应等，对此提出了有针对性的改进措施，以提高电网的运行效率。

【关键词】分布式;光伏并网;配电网;影响;措施

引言

我国针对现阶段经济发展与能源紧张之间的矛盾问题，提出了节能减排的口号，以此减少对不可再生能源的依赖，使用可再生的新能源进行生产运行与活动。我国的供电局势一直处于供不应求的状态，因此国家电网、供电单位提出了多方面的改进措施，例如西电东输、峰谷供电等，但是这仅能缓解部分供电危机，而采用目前应用效果极佳的分布式光伏发电技术，可以保证满足区域内所有用电群体的用电需求，确保人们可以顺利开展各项活动。

1分布式光伏电源概述

使用可再生的太阳能进行电能转化时，可以使用太阳能电池板将太阳能转化为电能，这种获取电能的装置即光伏电源，其依托太阳的光生伏特效应，将太阳发出的热量，在电池板等装置的作用下，生产出电能，这种电能可以作为有效的电源供应给所需的人使用。光伏电源的装置结构主要包括三部分，即控制器、太阳能电池板、逆变器，在共同作用下进行电能的发电与储存。这种电源的电压等级较低，在生产使用的过程中，不会对环境造成破坏，使用灵活，尤其是对于一些偏远山区的居民而言，使用太阳能供电的效果好于电网供电，其应用优势非常明显。在使用区域发电后，该电源可以独立使用，或者可以连接周边的配电网共同配电，如图1所示。其有着较强的地区适应性，储备的电能基本可以供应本地区人们的用电所需。但是在进行电能转化时，太阳能受气候等因素干扰，容易出现输出功率异常等情况，并網运行可能会对配电网运行的稳定性产生影响，使得电网的负荷调控无法顺利进行。现阶段，国家电网公司对于分布式光伏并网工作提出了规范性要求，使得光伏电源需要按照要求进行并网输电，减少并网后的不利影响。要求指出，首先，并网后光伏电源可以为电网输送电力资源，且能够促使电网稳定运行。其次，接入的光伏电源数量需要控制，多个电源的总体影响较大，且接入的总容量需控制，不可超过上级变压器有效负荷量的1/4。最后，该电源的短路和额定电流的比值需要在10KV以上;根据电网条件、装机容量，确定并网电压等级，一般光伏电源的电压值处于8KV以下，或者低于8KV时，配电网的电压值即为220KV等。如果接入的低电压、高电压均符合并网标准，则可以先进行低电压的并网。

2分布式光伏电源接入对电网调控运行的影响

2.1对电能质量的影响

光伏发电通过光伏组件将太阳能转化为直流电能，再通过并网逆变器将直流电转化为交流电并入配电网。在将直流电逆变为交流电的过程中，会产生大量谐波。分布式光伏电源接入电后，其开关器件频繁导通关断易产生开关频率附近的谐波分量，对电网造成谐波污染，影响电能质量。

2.2对系统稳定的影响

光伏发电很容易受外界环境（如光照、温度、湿度等）的影响导致出力出现间歇性和随机性。光伏发电输出功率的变动会影响整个电网系统的输出，使电网的电压及频率发生波动。

2.3对配电网保护的影响

分布式光伏电源接入后，配电网线路由辐射线路变为双端甚至多端电源线路，当系统发生故障时，系统及光伏电源都向故障点提供短路电流，从而改变了流经保护装置的电流，将对电流保护的灵敏性和选择性产生影响，使继电保护装置可能发生误动、拒动等。

2.4对重合闸的影响

当线路发生故障时，变电站侧断路器先跳闸，若配电网线路重合闸时间小于光伏电源解列时间，系统侧线路重合时，光伏电源还未跳开，易引起系统侧与光伏侧非同期合闸，产生的冲击电流可能使继电保护误动作，甚至造成光伏侧设备损坏。另外，由于系统侧断路器跳开，故障点已与系统侧隔离，如果光伏电源尚未与故障点隔离，将仍为故障点提供短路电流，导致重合闸失败。

2.5可能出现“孤岛”运行。

分布式光伏电源接入配电网后，当电网由于线路故障、频率、电压越限等原因致使光伏电源与配电网断开，但光伏电源仍与本地负载连接，继续向负载供电，就会形成一个供电子系统，成为“孤岛”。“孤岛”运行将会引发诸多问题，如威胁线路运维人员的人身安全;与主网非同步重合闸造成操作过电压，影响“孤岛”地区用户电能质量等。

3分布式光伏电源接入对电网调控运行的管理措施

3.1管控措施

严把并网光伏电源设备安全关。调度部门应加强并网光伏电站设备的审核和验收，保证其设备手续齐全、质量合格。在光伏电站并网时，参照国家标准对其电能质量进行实际检测，符合国家标准规定才能并网。要求并网光伏电站在其投切时系统电压波动满足国家有关标准。要求并网光伏电站按装机容量的50%配置无功补偿装置，使其功率因数补偿后达0.9左右，满足无功就地平衡的原则。

3.2规范调控人员停送电操作

调控人员应全面掌握已接入电网的分布式光伏电源点情况（包括并网点、发电容量、运行方式、联系方式等），工作时，严格执行调度规程进行停送电操作，防止电气误操作。电网侧供电设备停电检修，及时告知分布式光伏电源单位;电网侧设备停电检修结束、恢复送电时，分布式光伏电源用户应按次序并网。

3.3加强日常调度管理

光伏电站的运行应由具备资质的运行人员负责，在运行中应服从电网调度指挥，不得以任何借口拒绝或者拖延执行调度指令。分布式光伏电源的并网、解列应事先得到电网调度的同意，未经同意，光伏电站运行人员不得随意操作解列或并列。正常运行时，光伏电站有功功率、无功功率控制由电站自行负责，在电网检修或事故方式下，则应严格执行电网调度下达的命令。

3.4加强设备检修及方式管理

在涉及分布式光伏电源的停送电操作和检修工作中，调度部门必须更加严格执行“两票三制”，确保安全措施落实到位。作业前核实作业范围内是否有分布式光伏电源，是否已落实有关停电措施，验明作业地点是否有电并核对状态，采取相应的安全措施。由分布式光伏电源供电的设备，在检修安排、安全措施布置和倒闸操作中应按带电设备处理。

3.5合理配置线路保护装置

分布式光伏电源联络线，宜配置光差保护，应配置阶段式方向过电流保护，且具备方向判别功能。重合闸应检同期重合闸，否则，重合闸应退出。重合闸动作时间应与分布式光伏电源切除时间相配合。

3.6加强反“孤岛”运行安全防护

要防止在停电检修的区域内有“孤岛”运行的电源点存在，造成反送电，威胁检修人员人身安全。应制定、落实反“孤岛”安全措施，必要时安装反“孤岛”装置，并满足技术规范要求。

结语

对当前社会中存在的供电问题，需要在全国各地区进行分布式光伏电源的应用推广工作，但是其在与配电网进行并网供电的过程中，供电单位需要对常见的问题多进行研究，以便能够在应用之前，通过合理的施工与调节，减少问题的发生率，并且便于配电网检修人员在供电期间发生故障问题时，能够准确找到问题的原因与解决方法，不断提高配网供电的效率和质量。

参考文献：

[1]谷晓东.分布式电源对配电网的影响分析[D].秦皇岛：燕山大学，2016.

[2]李清然.分布式光伏发电系统对配电网电能质量的影响研究[D].北京：华北电力大学，2016.

[3]刘倩.并网分布式光伏对配电网电压影响研究[D].南京：东南大学，2016.

[4]桑静静.光伏并网发电对配电网的影响研究[D].太原：太原理工大学，2013

（作者单位：国网湖北省电力有限公司鄂州供电公司）