分布式光伏发电并网对配电网的影响

摘要：目前国内的配电网主要是中低压类型，不能同时接入大量光伏发电系统，否则会超出中低压配电网的容纳限度，导致配电网的实际电流运行方式产生变化。如果光伏发电系统接入数量大大超过配电网的安全运行限度，会对配电网的正常运行产生影响，甚至造成严重的安全事故。基于此，主要从分布式光伏发电并网对配电网安全带来的影响入手，分析了我国目前所使用的一些解决方法，以供参考。

关键词：分布式光伏发电并网配电网

中图分类号：TM614

ImpactsoftheGridConnectionofDistributedPhotovoltaicPowerGenerationontheDistributionNetwork

YANGLina

BayanCountyPowerSupplyBranch，StateGridHeilongjiangElectricPowerCo.，Ltd.，Harbin，HeilongjiangProvince，1518000China

Abstract：Currently，thedistributionnetworkinChinaismainlyofthemedium-andlow-voltagetypeandcannotaccessalargenumberofthephotovoltaicpowergenerationsystemsimultaneously，oritwillexceedthecapacitylimitofthemedium-andlow-voltagedistributionnetwork，leadingtochangesintheactualcurrentoperationmodeofthedistributionnetwork.Ifthenumberofaccesstothephotovoltaicpowergenerationsystemsignificantlyexceedsthesafeoperationlimitofthedistributionnetwork，itwillhaveanimpactonthenormaloperationofthedistributionnetworkandevencauseserioussafetyaccidents.Basedonthis，thearticlemainlystartswiththeimpactof thegridconnectionofdistributedphotovoltaicpowergenerationonthesafetyofthedistributionnetwork，andanalyzessomesolutionscurrentlyusedinChina，forreference.

KeyWords：Distributed;Photovoltaicpowergeneration;Gridconnection;Distributionnetwork

1分布式光伏发电系统发展的必要性

分布式太阳能发电是一种集多种能源、能源于一体的混合型电力系统，其总功率不超过60MW。与传统的集中式电力系统相比，分布式发电系统必须具有与周边环境密切相关的兼容性。目前，国内外的太阳能发电都是以风力、天然气、生物质能、太阳能为主要能源，而这几种类型的能源导致了电力系统的容量和电压水平的不同。在科技的支撑下，太阳能发电在这一阶段已经取得了比较显著的成绩，其中最重要的一个因素就是投资，与早期相比，目前科技发展的速度很快，成本也在不断的降低。我国在第75届联合国大会上就新的国家自主贡献目标和长远愿景提出了自己的目标，并表示将加强自身的贡献，采取切实的政策和措施来减少二氧化碳的排放。要实现“碳峰值、碳中和”，就必须从根本上解决问题，从源头着手，推动产业结构调整，加强对能源的保护，做好污染防治。我国目前正大力发展新型能源，以适应我国煤炭产能的调整、调整工业结构、促进煤炭消费。业内人士认为，碳中和并不是能源结构的问题，因为碳中和关系到整个行业的各个方面，都会对整个产业链的重组和重组产生深远的影响[1]。

2分布式光伏发电系统

2.1独立的并网光伏发电系统

独立的并网光伏发电系统可以由一个逆变器进行发电，将电能输送到配电系统中，而配电系统中则可以安装多个逆变器，实现多个逆变器之间的切换。这种方式的优点是能够有效地将太阳能直接转换为电能，减少电能损耗，不需要消耗大量的电力资源；缺点则是在配电系统中安装多个逆变器之后，需要配网工作人员在配电系统中设置多个开关，对用户来说，会增加配电系统的运行成本。

2.2配电网组成

配电网主要由配电网设备、配电网络以及线路组成，其中配电网设备又包括电力变压器、配电变压器和开关等，配电网络则包含输电线路、配电线路和配变电所等，线路主要是由架空线、电缆以及地下电缆组成，其中架空线主要用于输送电力，而电缆则用于传输电力和通信信号。

在配电网设备中，配电变压器是核心设备，同时也是一个重要的组成部分。在我国现阶段的配电网建设中，多使用35kV和110kV电压等级的变压器，而35kV等级的变压器主要应用在110kV电压等级的输电线路上[2]。

3分布式光伏发电并网对电网造成的影响

3.1对配电网安全性方面的影响

分布式光伏发电并网会对配网的安全产生一定的影响，因为分布式光伏发电将会改变电流的流向、分布特征，从而使电力系统由辐射型向多源供电模式过渡。在继电保护中，当并网后，当系统出现短路时，主电源和各分布式光伏电站会将电流注入到短路点，使电网的电流在短时间内迅速增加。所以，当分布式光伏发电与配电网络连接时，会出现电流反向现象，从而引起继电器的故障。若不能与输油配网的保护设备配套，在其他并联分支线路中出现误动，则会使漏电区域增大。在并网的过程中，保护范围会随着保护范围的减小而发生保护拒动，保护切除故障的持续时间，保护动作的选择性丧失。

3.2并网对配电网电压产生的影响

在原有的电网结构中，将馈线的传输概率降低，馈线的不同节点也会受到影响，从而导致电压发生偏移、升高，严重的话会导致系统的运行失效。分布式光伏发电，与环境息息相关。就拿日间来说，只要有足够的光线和稳定的线路，就可以提高结点的电压。但若在并网时接入终端，则会使网络中的节点电压幅度超过常规的参数。技术人员要进行综合管理，合理安排接入模式，确保供电系统的稳定运行[3]。

3.3对配电网谐波的影响

通过电网的连接，电流流入逆变器，实现电流、电压和频率幅度的控制和输出。在并网之后，由于器件、器件等非线性器件会产生谐波，从而影响电网的稳定运行。电力系统中的谐波会对电力系统的品质造成很大的影响，而在分布式光伏发电的并网过程中，出现谐波是与并网目标背道而驰的，必须保证电力供应的稳定和高品质，而当谐波并网时，电压和电流的变化就会产生巨大的变化，如果频率降低，势必会造成线路损耗，造成电网容量的浪费。面对这样的状况，必须采取一种合理的方法来处理。

4解决手段

4.1对配电网安全性方面影响的解决手段

若注入功率过大，则会对系统造成暂时性的影响，从而使电流在运行中失去选择性和敏感性，从而使保护和排斥作用发挥不出来。在此基础上，选用高阻电抗器，它可以降低电网瞬时产生的大量电流，从而达到对电网安全的目的。除了采用串联式电抗器来解决因并网引起的故障，还可以通过在电网的上游加装一条并网供电，当出现故障时，终端会将故障信息反馈给终端，然后再进行保护[4]。

4.2并网对配电网电压产生影响的解决手段

4.2.1在分布的光伏电源接入点、线路末端加装电抗器进行补偿

接入和并网后，分布电源接入点和线路末端都会出现较大的电压上升。若在有较大电压提升的地方安装电抗补偿装置，则可使补偿装置随电压的高低变化而调整，以吸收过多的电源调整及控制，以确保电网的稳定。

4.2.2采用电压控制的方式在电网的逆变器的输出端

目前，在并网时，主要采用逆变器进行电压供电的控制。然而，在实践中，该方法无法用于并联节点的位置，若采用逆变器的输出端进行控制，则可根据并网电压的变化，使各相位的无功输出保持稳定，从而达到控制电压的目的。

4.2.3安装能量存储设备

这是由于分布的太阳能电池与气候的变化有关，如在正午的时候，晚上的最高值是最小的。当太阳能充裕时，利用蓄能器充分地吸收电力，在阴天或夜间放电，或当太阳能不足时，利用蓄积的能量来抑制升高的电压。利用能量存储设备，既可以保证持续的电力供应，又可以有效地解决电压升高和电源升高的问题。

4.3对配电网谐波影响的解决手段

经过调研和分析，在并网过程中，光伏逆变器的功率开关管是造成电网谐波的主要原因。为了减少谐波的产生，需要选用适当的IGBT，通过调整电感、电容等相关参数和结构，以保证参数的精确控制，减少谐波。该方法不局限于设备的能力，并且能够降低谐波的数量。为了减少谐波对电力系统的影响，技术人员可以根据实际情况进行调整，在并网时引入多台逆变器，减少谐波对电力系统的影响。同时，利用原有的滤波器对电网中的谐波进行有效的控制，与光伏并网协调工作，从而达到对电网进行无功补偿的目的[6]。

4.4孤岛效应的改善方法

对于这个问题可以通过检查方法来找到，如图1所示，以便有针对性地解决这个问题。当前，常用的探测方法是无源探测方法。在电网停电的时候，使用这一手段可以对逆变器的工作参数进行研究，如果检测到的输出功率与负荷功率相差很大，那么就意味着有了孤岛效应。如果上述两种功率的值相差不大，那么这个方法的检测效果就不会很好。并在此基础上，提出了一种有源探测方法。这种方式需要在巡视过程中对逆变电源进行动态调整，从而对电力系统造成干扰。如果不能检测到这些干扰参数，那么就意味着不会在电网中发生孤岛效应，也不会发生故障，那么，逆变器的异常参数将远远超出标准和调节后的数值，可以检测到这种影响状态。如果使用了这种方法，则可以获得更高的准确度，但是很难进行有效的控制。当供电设备监督系统发生故障的时候，可以将光伏电源的异常信号发送给工作人员，让工作人员能够迅速地进行调整或中断并网活动。当前，主、被动联合探测技术在探测“孤立”现象方面表现出了较好的优势[5]。

4.5创新储能技术

储能分布式光伏系统应加强蓄电池技术推广，存储过剩电量，提高电力供应稳定性；一般所选蓄电池型号是LRA。通过控制蓄电池充放电电流、电压和时间，然后和风力发电系统配网调度实现分布式光伏发电系统安全运行。本系统由蓄电池，电容和飞轮基础设施组成，电网动态响应速度为毫秒级，能够应用于电网调峰调频中，具有动态无功电压控制能力，动态无功电压控制对于分布式光伏发电稳定性具有至关重要的作用，分布式光伏发电负载波动将导致风电机组拖网。此外，当前我国储能技术水平整体较低，节能效果较差，并且蓄热时存在利用率低，浪费严重等问题，所以我们要加强广发发电技术创新，提升技术水平。应用分布式供电技术以后，发电量与发电量之间关系更加和谐，可以减少无意义功耗，还可以避免单一供电与储能技术情况下配电网络供电质量受到影响[6]。

6结语

综合来看，太阳能、风能、水能资zd+SL6BbGjLeru+2ZfZJYMIJveK1UBRQWYoiEgewwXo=源非常丰富，可以在电力系统中使用，可以节约大量的非再生资源。随着社会的发展，电力系统的发展和电力系统的发展，太阳能发电是新时期我国能源结构优化、煤炭资源化改造的重要手段，具有十分重要的意义。

参考文献

[1] 刘景龙，郭韵.分布式光伏发电并网数字化建模与仿真[J].计算机仿真，2022，39（9）：96-100.

[2] 简璐.光伏发电系统接入配电网对电能质量的影响与对策[J].光源与照明，2021（9）：143-145.

[3] 雷显国.分布式光伏发电系统就地并网对配电网继电保护的影响研究[J].粘接，2021，46（5）：159-163.

[4] 朱成林.分布式光伏发电在民用建筑中的应用[J].光源与照明，2021（8）：73-75.

[5] 蒋子维，吴峰.主动配电网低压分布式光伏连锁故障分析[J].供用电，2021，38（4）：77-84.

[6] 孙换春，拓行.分布式光伏发电接入对配电网电能质量的影响分析[J].延安大学学报（自然科学版），2018，37（4）：32-34.