我国分布式光伏发电现状探究

我国分布式光伏发电现状探究

武善玉

（亚洲硅业（青海）有限公司青海西宁810007）

摘要：分布式光伏发电技术是解决能源和环境问题的有效途径，大规模分布式光伏并网发电是未来有利用效能源的快捷方式，但其在电能质量、继电保护、电网规划等方面给电网带来的影响不可忽视，开展分布式光伏并网发电对电网影响的研究工作很有必要。供电公司可以从网源协同的角度出发，通过科学合理规划，建立健全相关技术标准和规章制度，减少分布式光伏并网给电网带来的影响，确保电网安全稳定运行以及分布式光伏的健康发展。

关键词：分布式光伏发电；现状问题；完善建议

引言

随着传统能源的不断消耗，环境问题会越来越严重，充分利用太阳能必将成为世界各国的首选。目前，虽然分布式发电并网技术还存在一定的问题，但是科学的不断发展一定会解决这些问题，使分布式光伏发电技术改变现有的能源结构，造福全人类。

1分布式光伏发电的相关概述

1.1何为分布式光伏发电

分布式光伏发电是利用相对分散式的资源，且其发电规模较小，低于35千伏或者更低的接入点，且其一般都比较接近消费者，所以用电成本较低。分布式光伏发电是利用光伏组件，把吸收的太阳能资源转化为电能的发电模式。分布式光伏发电是一种新型的、先进的发电模式，在中国用电市场发展并不普及，一般在城市利用比较多。在大型建筑屋顶安装光伏组件，采用太阳能资源，并转化成电能，满足人们生产生活用电需求。

1.2分布式光伏发电的特点

首先，分布式光伏发电具有输出功率相对较小的特点。与旧的集中式发电站集中发电模式相比，分布式光伏发电规模很小，远远小于集中式发电站发电规模。所以分布式光伏发电的规模较小，输出功率小，其光伏发电的模块化设计也更具有灵活性，可以根据建筑规模大小，来调整分布式光伏发电光伏系统的容量。一般分布式光伏发电对发电的效率影响较小，所以非常的经济、适用，且分布式光伏发电投资回报率相当高；其次，分布式光伏发电具有环保性的特点。如今，环境问题日益成为国民重点关注的问题，人们的环保意识也不断提高。分布式光伏发电，因为是通过光伏组件将太阳能转化为电能，在发电工程中，噪声较小，且对环境污染很小；最后，在一定程度上有利于缓解电能供需不符的矛盾。分布式光伏发电主要集中在晴天，且白天出力更大，这个时候人们生产生活用电需求也大，所以分布式光伏发电能缓解一定时段的用电紧张。分布式光伏发电的能量密度比较低，但是其发电规模较小，且目前分布式光伏发电主要是在城市建筑屋顶，应用也不够普及，所以我国用电供需矛盾也不能仅靠分布式光伏发电解决。

2我国分布式光伏发电现状

分布式光伏并网对电能质量的影响主要有谐波污染、电压偏差、直流偏置等问题。另外，除了影响电能质量外，还有可能产生孤岛效应，带来一系列危害。

2.1谐波污染

在光伏发电并网逆变的过程中，光伏逆变器在运行中同一桥臂的上、下两个功率开关器件的导通和关断要错开一定的时间，即死区时间，这种非线性的工作模式导致在并网时引入了谐波。谐波的危害：（1）输电线路的电阻会受到电流频率的影响，且与频率成正比。输电线路中由于大量谐波的存在加之集肤效应的扩张与放大，使电路耗损增加，这是电力输送过程中电能损耗较为严重的因素。（2）电力系统的继电保护装置高度灵敏，其正常工作时各项指标量的确定是以电网基波的量设定的，谐波的各项指标不同于基波，因此继电保护装置对谐波十分敏感，谐波的存在会导致继电器误动，影响电力系统的正常供电。（3）谐波会导致变压器线圈异常发热，严重时会导致变压器烧毁，造成局部区域停电。（4）我国普通居民家用的电能计量仪表（电表）均是以工频50Hz标准正弦波的参数设计的，而与工频不一致的电力谐波导致电表的工作处于非正常状态，对居民用电计量产生较大误差，可能导致普通居民经济受损。谐波的治理：目前，最常用的分布式光伏发电并网谐波的治理方法有安装有源滤波器和无源滤波器两种。无源滤波器的优点是结构简单、性能可靠、成本极低，是许多大型谐波产生户的首选，但是滤波效果不好；有源滤波器的滤波效果很好，但是工艺复杂，制作成本高。

2.2电压偏差

分布式光伏的存在改变了电网的拓扑结构，影响电压潮流的方向，导致光伏并网点电压升高，偏离了电压的正常值。电压偏差危害：（1）电压偏差对感应电动机有严重的影响。当电压偏大时，电动机因电压偏大而铁损增大，温度升高；当电压偏小时，电动机铜损增大，温度升高。当电压偏差较大时，电动机便无法工作在其额定电压下，导致电机异常发热，缩短电动机的使用寿命。（2）照明设备的发光效率受电压的影响，电压降低会引起照明设备的效率降低，当电压过低时，会导致气体放电光源的照明器不能正常点燃，影响照明设备的正常工作。（3）电压偏差还会影响精密仪器的精确控制。电压偏差的应对：配电变压器分散设置到用户中心，选择适合的导线，设置无功补偿装置等。

2.3直流偏置

在光伏发电并网系统中，造成逆变器输出电压中存在直流电流的原因是运算放大器零点漂移及驱动电路不一致等。直流偏置的危害：并网时直流分量汇入电网，影响变压器的安全运行，还有可能引起危害很大的偶次谐波电流，造成电流不对称，损坏负载。

2.4孤岛效应

对于包含分布式发电系统的微电网，当其主网故障或者其他原因停电时未能及时检测出主网状态的变化而将自身与主网分离，形成了一个主电网无法控制的由分布式发电系统单独供电的孤立的电网，称为“孤岛”。孤岛效应的危害：（1）如果分布式电源的容量与负载容量不匹配，则孤岛内电压、频率会发生变化，降低电能质量，可能损坏用户的电力设备；（2）非计划孤岛由于孤岛范围的不可知性，无法确定故障线路是否带电，这会给电力维修人员的生命安全带来极大威胁；（3）孤岛形成后，分布式电源会继续向跳闸线路的另一端供电，导致重合闸失败；（4）孤岛电压相量对与主网产生漂移，当电网恢复时，可能会干扰重合闸。孤岛效应的应对：应对方法主要有被动式孤岛检测法和主动式孤岛检测法。被动式检测法通过检测电压、频率、相位或谐波的变化进行孤岛检测；主动式检测法是通过在光伏逆变器控制的信号中加入一个很小的干扰信号，使之对逆变器输出的电压、频率或者功率产生微小的扰动，在并网运行时，由于受到主电网的制约，干扰信号的作用非常小，当孤岛产生时，干扰信号的作用就比较明显了，通过检测公共耦合点的响应来判断是否产生孤岛。

3完善分布式光伏发电的建议

大规模分布式光伏并网发电是未来发展趋势，从保障电网安全稳定运行的角度出发，笔者认为除了加强在诸如光伏并网发电系统的孤岛效应检测技术等技术层面的研究外，还需要在规划和技术标准方面积极应对分布式光伏发电并网给大电网带来的新问题。

3.1科学合理规划

针对分布式光伏并网发电对电网安全运行的影响，供电公司要科学合理规划，为电网安全稳定运行提供保障。大规模分布式光伏接入电网后，装机容量在电力系统中所占比例将会越来越大，这种情况一方面会改变电网运行控制方式，另一方面原有电网结构的稳定性也会随之改变。未来电力客户所用电能很可能主要来自低压配电网，且电力用户能够参与电能运营，这些改变无疑对供电公司提供优质电能提出了挑战。供电公司应结合当地电网实际情况，科学绘制分布式光伏并网蓝图。以分布式光伏选址和定容、电网安全运行指标等为出发点，开展大规模分布式光伏接入的电网规划研究工作，为将来大量分布式光伏并网发电后，电网的安全运行提供有效保障。

3.2健全相关技术标准及规范

得益于自身诸多优势和国家政策的支持，分布式光伏发展迅速，然而与之并网发电相匹配的相关技术标准及规范发展相对滞后。从分布式光伏并网发电系统安全、有序地接入大电网发电的角度出发，电力部门一方面要充分研究分布式光伏并网发电系统的基本技术参数、分析电网抗干扰的能力、掌握分布式光伏并网发电系统的控制特点、细化分布式光伏并网规模、并网电压等级等方面的技术参数，建立完备的技术标准和规范；另一方面，制定分布式光伏产品进入电网的标准，把好接入网分布式光伏设备的质量关。通过相关技术标准和规范引导分布式光伏合理并网发电，降低对电网的影响。

结束语

总而言之，分布式光伏发电的大力发展对我国能源结构的调整具有重要作用，为了提高我国能源的安全性及更好的满足国民生产生活的用电需求，国家要重视分布式光伏发电在我国的发展，大力推进分布式光伏发电的发展。

参考文献：

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