分布式光伏并网对配电网的影响及解决措施探讨刘贤杰

分布式光伏并网对配电网的影响及解决措施探讨刘贤杰

刘贤杰1潘晓军2

（1国网山西省电力公司忻州供电公司山西忻州034000；

2国网山西省电力公司忻州供电公司检修公司山西忻州034000）

摘要：分布式光伏发电对可持续发展的实现具有十分重要的意义。近年来，在国家政策的支持下，我国分布式光伏发电技术发展逐渐加快，具有很大的发展潜力，但是由于分布式光伏发电系统规模过小，所以导致大量分布式光伏发电的接入一定程度上对我国电网的安全性造成了威胁。小于或者等于10kV的配电网大量的接入分布式光伏发电将会改变电力系统的运行方式，使得配电网从一种垂直式的辐射网络逐渐转变成水平式网络。当分布式光伏发电接入配电网中的数量达到一定程度时，将对配电网原有的运行安全与计量安全等造成影响。

关键词：分布式光伏并网；配电网；影响；解决措施

近年来，随着国家政策及地方政府扶植政策的出台以及光伏发电成本快速下降，光伏发电在国内迎来了一个新高潮，简化住户光伏项目审批和并网手续加快了光伏发电项目走进千家万户，光伏发电工程在全国开始蔓延开来，从小型光伏电站、分布式光伏发电、再到个人发电卖电项目均已经火热起来。

1、分布式发电的概念

分布式发面的英文缩写为DG，通常指的是工作人员能够在现场使用的小型发电机组，发电的功率通常小于2×120W。特殊客户通常用这样的机组来满足，对于整个配电系统起到补充和支持的作用，作为小型的发电机组其构成通常是由燃料消耗电池、小型的光伏性发电设备、以及中小型风力运行设备组成，有些情况下也会与燃气轮机同时使用，因为用户与分布式的发电设备距离较近，供电电流更加稳定，能够最大限度的保障供电质量以及用电安全。

2、光伏电站接入方式和原则

第一，并网点的确定原则为电源并入电网后能有效输送电力并且能确保电网的安全稳定运行。第二，当公共连接点处并入一个以上的电源时，应全面考虑它们的影响。分布式电源总容量原则上不宜超过上一级变压器供电区域内最大负荷的25%。第三，分布式电源并网点的短路电流与分布式电源额定电流之比不宜低于10。分布式电源并网电压等级可根据装机容量进行初步选择，参考标准如下：8kV及以下接入220V；8～400kW接入380V；400～6000kW接入10kV。最终并网电压等级应根据电网条件，通过技术经济比选论证确定。若高低两级电压均具备接入条件，优先采用低电压等级接入。

3、分布式光伏发电的现状

太阳能作为分布式光伏发电的能量来源，最大限度的突破了地理环境的影响，实现了太阳能资源的科学高效利用。分布式光伏发电技术的出现在很大程度上改变了原有的能源利用结构，不仅实现了电力的可再生使用，而且在降低能源供应压力的同时，实现了电力生产的无污染，对于人类能源体系的健康发展有着十分重大的现实意义。同时由于光伏电池能够与建筑物紧密贴合，不占用额外的空间，安装难度小，使用方便，能够减少对耕地的需求。因此分布式光伏发电在灵活性、清洁性以及集约化方面有着传统发电模式难以比拟的巨大优越，逐渐成为现阶段发电技术发展的主要趋势。但是我们也应该看到分布式光伏发电由于技术还不成熟，光伏电池的光电转换效率偏低，很难满足大面积的供电需求。虽然分布式光伏发电的使用成本较低，在使用的过程中，不需要投入资金进行发电原料的购买，但是其生产成本较高，在一定程度上制约了分布式光伏发电的使用范围，压缩了其应用的范围与领域。

4、分布式光伏并网对配电网的影响

4.1对配网局部电压稳定的影响

我国配电线路多是单辐射状分布供电，系统安全性较低，分布式光伏接入后，由于传输功率的波动和分布式负荷的特性，导致传输线各负荷节点处的电压偏高或偏低，使电压偏差超过安全运行的技术指标，严重影响了配电网局部电压的稳定。

4.2对电能质量的影响

分布式的光伏并网逆变器采用高频调制易产生谐波，并联输出谐波放大现象难以预测与治理；输出功率不确定性易造成电网电压波动、闪变；配电系统将由原来单一电能分配的角色转变为集电能收集、电能传输和电能分配于一体的新型电力交换系统。光伏发电系统可能给配网带来电能质量问题，如谐波污染、电压波动及闪变。

4.3对电网运行控制的影响

分布式的光伏发电系统接入公共电网，使得配电网中电源点的增加，电源点分散，单点规模小，显著加大了电源协调控制的困难，常规的无功调度及电压控制策略难以适应，将可能在电网调峰、安全备用、电压稳定和频率安全稳定等方面带来一定影响，增加了大电网运行控制的难度。给配电网安全稳定运行控制带来新问题。

4.4对未来智能配电网规划、设计的影响

未来电网发展的方向是智能电网，分布式光伏的接入方式、消纳等必然影响智能配电网的规划、设计。具体说来，分布式光伏接入将加大配电网规划中电力负荷的预测难度，同时分布式光伏受气候等自然条件的影响，无法为规划区提供持续的电力，使配网变电站的选址、配电网的接线和投资等问题更加复杂和不确定。

5、配电网络进行分布式光伏发电科学高效接入的对策与方法

实现分布式光伏发电的科学高效接入，就需要我们从配电网络发展的实际出发，针对光伏发电接入配电网络所带来的影响，采取有针对性的措施，实现分布式光伏发电的高效使用。

5.1对配电网络下原有的电气设备进行升级

由普通配电网络到分布式光伏发电配电网络的提升，需要对电气设备进行必要的升级与改造。而这种改造主要集中于变压器与电力开关两个方面，为了降低改造成本，提升改造建设的效率，就需要在电力变压中进行20/10/0.4kV双变比配电变压器的箱式变电站的改造。同时为了满足实际的使用需要，提升用电安全，还需要对断路器进行新的开发，而分布式光伏配电网络中的开关柜等配电设备也要进行必要的调整，进行小型化处理，使得其尺规与规格与普通配电网络所使用的配电设施相类似，从而实现变电站升压的高效改造。

5.2降低对电能质量的影响的措施

在项目规划阶段配置相应电能质量治理装置。光伏电站应该在并网点装设满足IEC61000-4-30《电磁兼容第4-30部分试验和测量技术-电能质量》标准要求的A类电能质量在线监测装置。公共连接点的谐波电压应满足GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》的规定。

5.3降低对电网控制的影响

在配电网进行电源规划时，需考虑接纳光伏电站的发展要求。例如在小水电丰富、太阳辐照强的地区可以大力发展光伏。而主要以火电为主的配电网，发展光伏电站时需配储能设备或燃气发电机，协调各类电源比例。为光伏电站配备一定比例的储能装置，既可弥补光伏发电功率预测的误差，又可平滑功率输出。在遵循光伏等新能源优先调度的前提下，实现全网电源的自动发电控制，既确保电网的频率稳定、电压稳定，又尽最大可能多接纳光伏。

6、结语

近年来国内的能源急剧短缺，环境被破坏的非常严重，直到今天我们研发出光伏发电方式，它的供电形式让我们重拾节约能源保护环境的信心。随着光伏发电技术越来越成熟，在生活生产中也受到了人们的广泛青睐，它的优势所在注定

成为未来主流发电形式。当然对于光伏发电并网的问题还需要我们继续研究，争取做到更好的保护效果。

参考文献

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