分布式光伏接入低压配电网对电压的影响

严实

(湖北省电力装备有限公司，湖北 武汉 430000)

1 引言

随着全球变暖对环境影响的逐步恶劣，清洁能源的开发已经刻不容缓。同时十三五期间，我国也加大了对清洁能源的发展力度，光伏能源等可再生资源已经成为我国能源的主要组成部分。其中光伏能源因其具有清洁、易于开发的特点，逐渐广泛应用于各行各业中，尤其是电力行业，已经有愈来愈多的光伏电站接入了电网[1]。

巨大的效益必然带来巨大的风险及挑战，随着光伏电站的大量接入，电网的安全稳定运行收到了一定的影响。这是由于光伏电站受到周围环境的影响较大，因此其发电具有一定的不确定性，当其接入电网后，很可能会对电网电压产生影响，因而干扰电网的稳定运行[2]。因此，分布式光伏接入低压配电网对电压的影响进行分析具有重要意义。

综上，本文针对分布式光伏电源对电网的影响，首先讨论了分布式光伏电源的特点，然后分析了分布式光伏电源对配电网电压的影响。

2 分布式光伏电源的特点

近年来，可再生能源的开发成为了全球能源发展的主流，并且取到了巨大的成就[3]。随着可再生能源的飞速发展，光伏电站受到了电力行业的青睐，其广泛应用至电网运行中，图1即为光伏电站实际图。

光伏发电是将太阳能转化为可供电网使用的电能的技术，具有取能方便、清洁卫生的特点。光伏电站转换出的电能强弱与太阳的辐射强度有关系，辐射强度越强，产生的太阳能越多，转化出的电能也随之增加，因此光伏电站一般建设于太阳光照较强的区域。同时，由于光伏发电与太阳光照息息相关，因此其发电受周围环境影响较大，光伏出力具有一定的波动性，当其接入电网后，很可能会对电网的供需平衡造成影响[4]。

分布式光伏电源并网主要有以下优势：

(1)分布式光伏发电可以使线路的损耗有所减少，在一定程度上可以提高输电效率，对电网的安全性和可靠性均具有一定的益处。

(2)分布式光伏电源的建设费用较低，同时建设的周期较短，这有效地提高了电网运行的经济性。

(3)分布式光伏电源的发展有效地减少了化石能源的燃烧，降低了污染物的排放，对全球环境的改善均具有很大好处。

(4)目前我国电能还不能完全覆盖偏远山区，因此可以通过在偏远山区建设分布式光伏电站进而改善该地区的供电情况。

3 光伏并网对配电网的影响

根据上述分布式光伏电源的特点，对分布式光伏电源对配电网的影响进行分析，可得以下影响[5]：

(1)供电可靠性

由于分布式光伏电源可以作为电网的备用电源，因此可以减少电网发生事故后的停电时间，在一定程度上提高了电网的供电可靠性。但当分布式电源与电网一起工作时，由于分布式光伏电源具有较强的波动性，其出力较为不稳定，因此可能会降低电网的供电可靠性。

(2)保护装置

若分布式光伏电源位于保护装置的后端，且故障出现在前段时，此时会对电网的继电保护装置造成影响。

(3)电压波动

分布式光伏电源随太阳光的辐射强度波动而变化，其发出的功率也会不断变化，进而可能导致配电网电压越限。因此在分布式光伏电源工作时应装设储能装置进而对光伏发电的波动进行抑制，达到维持电网电业的作用。

4 算例分析

为研究分布式光伏电源并网后对配电网的影响，本文借鉴文献[6]所搭建的13节点的配电网模型，计算分布式光伏电源接入配电网后对电压波动的影响规律。

(1)首先选取配电网模型中的第13节点，计算不同光伏出力对配电网电压的影响，计算结果如图2所示。

图2 光伏出力不同时配电网电压分布情况

(2)然后计算给各个节点注入不同出力时，配电网电压的变化情况，计算结果如图3所示。

图3 所有节点接入光伏时配电网电压分布情况

综合对比图2和图3可得，当接入光伏总出力一样的情况下，仅在配电网第13节点，即配电网最末端接入光伏，比起在配电网各个节点中等量接入光伏，配电网电压升高的幅度更大。

(3)接下来进行在配电网部分节点中接入光伏时配电网电压的波动计算，计算结果如图4、5所示。

图4 部分节点接入光伏时配电网电压分布情况

图5 部分节点接入光伏时配电网电压分布情况

结合上述计算结果可知，当分布式光伏电源接入配电网时，不论是接入全部节点还是部分节点，均会使得配电网的电压升高。同时，随着分布式光伏发电功率的增大，配电网电压增大也趋于明显。

5 结论

随着分布式光伏电源的迅猛发展，愈来愈多的光伏电源与电网并网，而分布式光伏电源的波动性和不确定性对电网的电压稳定造成了一定的影响。为解决这个问题，本文讨论了分布式光伏电源的特点及其对配电网的影响，利用仿真计算得到了分布式光伏电源对配电网电压的影响。