浅析分布式光伏发电并网存在问题与解决对策

摘要：现代环保节能技术的发展使得新能源被运用于各个领域，分布式光伏发电技术作为一种新型技术被运用于电力系统，该技术是对太阳能资源的利用，然而实际应用中也遇到了一系列问题与挑战。文章分析了分布式光伏发电并网问题，并提出了解决对策。

关键词：分布式光伏发电；并网问题；电力系统；太阳能资源 文献标识码：A

中图分类号：TM615 文章编号：1009-2374（2016）33-0129-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.33.063

太阳能资源的深入开发与利用使得电力系统中的分布式光伏发电并网技术得到了发展，光伏发电为电力系统带来了全新的电源供应，然而实际运用中也存在一些困难和挑战，例如谐波问题、电压闪络问题等，为了使光伏发电的优势功能得以发挥，就必须正视这些问题，并采取科学的解决对策，维护配网系统的安全运行。

1 分布式光伏发电对配网的影响

不同于传统的电源系统，由于依赖于太阳光辐射、客观环境温度等，分布式光伏电源的输出功率体现出某种浮动性、变化性，这种变化也有周期性、规律性，通常来说阳光明媚、天气晴朗的条件下，光伏发电系统出力旺盛，相反，乌云密布、不见阳光的天气则发电系统出力微弱，基于分布式光伏发电系统以上特点，必然给配网带来一定的影响，这种影响主要体现在以下方面：

1.1 影响潮流分布

以往的配网，用户端未设电源连接，整个配网系统结构为辐射式，分布式光伏发电模式下则增加了电源数量，这样就可能使潮流变得复杂，难免发生逆流问题，同时电压也将更加复杂地分布。在这其中潮流的大小、流向等将在很大程度上与分布式电源的连接位置、容量等密切相关。

1.2 影响电能质量

1.2.1 电压偏差。状态稳定情况下，一般来说，配网系统中不同负荷点，其电压会顺着潮流的流向慢慢下降，然而分布式光伏发电模式下，由于潮流流向较为复杂，通常存在逆流的可能，同时馈线中的传输功率也将逐渐下降，使得不同负荷点电压上升，影响其电压偏差。而且阳光的强度、照度等会极大地影响电源的输出功率，具有动态浮动性，然而配网系统的调压能力有限，当光伏电源在配网系统中占据主导时，由于其出力的不确定性会导致配网负荷潮流不断变化，电压不易调整，电压高低难以把握。

1.2.2 电压波动与闪变。光伏电源在接入与退出配网系统的瞬间，很容易引发配网系统的电压发生波动与闪变，特别是分布式电源如果未能按照特定的法规、制度、客观需求等进行启停时，很可能造成输出功率的动态变化，对应的配网电压也将发生波动与闪变。同时外部环境特点，例如太阳光辐射、温度等的变化也可能引发配网系统电压波动。

1.2.3 谐波污染。来自于光伏电源的直流电，经逆变器将变成交流电，进入配网系统可能出现谐波，引发谐波污染。如果光伏容量较低且滤波器标准合格，通常能够有效控制谐波污染，然而，由于光伏发电规模不断扩大、发电量也较大，各个谐波源之间彼此重叠，则可能导致谐波量过高，污染无法被控制。

1.2.4 孤岛问题。配网系统如果因为各种问题出现断电现象时，则可能产生光伏电源孤岛，无法被供电公司所控制。如果光伏并网系统持续敷设，孤岛面积扩大，会产生更为严重的危害，此时用户也将承受各种不良影响，孤岛区域电压与频率失稳，供电恢复时，由于相位间的差异导致电网被冲击。

2 分布式光伏发电对配网影响的解决对策

2.1 革新调压设备

通过优化调压措施来使配网电压达到预期的偏差要求，具体方法为改变变压器的变比调压，在光伏发电模式下，需要引入全新设备，例如静止无功补偿设备、无功发生器等，这些调压设备不仅能达到预期的调压效果，而且成本低、便于操作。

2.2 改善调压方式

配网调压相对复杂，应该根据配网不同节点的具体特点、运行状态等来对应选配调压策略。第一步应该考虑光伏电源所处环境的光照情况、建筑规模等，第二步对应设计规划光伏电源，第三步对应分析这一电源对电网电压的危害，在维持原有的配网结构状态基础上来进行电压调节。

2.2.1 调节变压器变比。这种方法能够确保线路中的电压合理分配，从而确保电压处于供电压所能容纳的范围，要确保变比调节后，即便光伏电源接入，电压始终合格，现实中的变压器变比调节需要多次、反复操作才能达到目标，而且如果配电系统中配置的是无载调压变压器，如果只调整分接头的调压也无法达到预期目标，对此可以改变调压变压器类型，选择有载调压变压器，因为它可以携带负载调压，而且无论是调压速度、范围都能达到预期标准。

2.2.2 调整光伏电源接入位置。由于太阳辐射的强弱会影响光伏出力大小，而且光伏出力的持续上升，接入点上游线路的潮流也会慢慢减弱，可能产生逆流。对此可以从电源接入位置切入，通过科学的调整来确保接入点的电压控制在合理的偏差内，以此来确保配网系统电压整体上达到合格标准。此时，阳光强辐射时，光伏电源出力达到极值，电压持续上升。

2.2.3 灵活性策略的运用。通常来说，当PV接入量有所差异时，单一的调压模式无法达到预期的调压目标，在这种情况下最为合理的方式就是将变压器变比调节和接入位置调整同步配合。这是由于通过调整PV的接入位置，一方面能够调压；另一方面也能控制电压高峰与低谷的差值，从而推动配网电压逐渐走向平衡。这其中也要注意两种方法运用的先后顺序，先变换PV的接入位置达到调压的目的，当发现电压达到特定标准时，就不必再变压器变比调节，相反，则需要调整变压器分接头达到电压调节的目的。当使用以上两种方法依然无法达到调压目的时，则应尝试改换有载调压变压器。

2.3 同步并网

当分布式电源接入配网系统时，要确保该电源的相位、频率同于电网电压，同时，系统与电网闭合前也需要对配网系统的电压进行跟踪，分布式电源并网之前，要确保相关的各项参数，例如电压、相位以及频率等达到特定标准，具体如表1所示：

3 优化分布式光伏发电并网的设计方案

参照光伏发电的接入电压高低、接入点位置、运营模式等来分析、总结出一套并网设计方案，通常如果是小规模的光伏电站，要选择下面的并网方案：

3.1 接入公共电网

此并网方式一般更加适合于统购统销状态下的光伏发电，将配电箱充当整个电力系统的共同链接点，让产权分界点、并网点在相同的位置，此类并网设计，具体的接入类型有单点和多点之分，其优势体现在方便计量、调度，为后期维修与养护提供便利，具体的接线模式如图1所示：

3.2 用户电网的链接方案

这一接入方案通常用于自发自用模式或者合同能源管理模式中，同公共电网链接一样，依然把电网线路、配电箱设置成接入点，其独特之处在于产权分界点的位置，通常会和并网点设计于不同的电位。而且此电网接入模式一般把各个建筑顶层的光伏电源当作独立的单元，在此基础上链接到建筑物中用户的配电箱内部，也就是把各个建筑内部的配电箱低压端当作电网并网点，电力电能凭借低压线路来逐渐把电能输送到四周的电网系统。

4 结语

分布式光伏电源在电力系统中的应用，会给配网系统带来一系列不良影响，从而影响配网的运行质量，对此就要深入分析问题产生的原因，并对应采取解决对策来解除问题，为配网运行创造良好条件。

参考文献

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