浅谈分布式光伏接入对配电网系统的影响

浅谈分布式光伏接入对配电网系统的影响

李奎慧

广西新电力投资集团钟山供电有限公司

摘要：随着分布式光伏接入规模的不断扩大，其对配电网系统的影响也日益凸显。分布式光伏的接入不仅改变了传统配电网的单一电源结构，还引入了更多的不确定性因素，如电压波动、谐波污染、孤岛效应等，对配电网的安全、稳定、经济运行提出了更高要求。因此，深入分析分布式光伏接入对配电网系统的影响，研究并制定相应的应对措施，对于保障电网安全稳定运行、提高供电可靠性和经济性具有重要意义。

关键词：分布式；光伏发电；配电网系统；系统影响

引言

分布式光伏的接入，首先改变了传统配电网的单一电源结构，使得配电网从无源网络转变为有源网络，增加了电网运行的复杂性和不确定性。光伏电源的间歇性、波动性特性，导致配电网中的电压、电流、频率等参数发生变化，可能引发电压波动、谐波污染、孤岛效应等一系列问题，对电网的安全稳定运行构成威胁。此外，分布式光伏接入还可能导致电网潮流反向，对电网的保护装置、调度策略等提出新的要求。因此，深入探讨分布式光伏接入对配电网系统的影响，提出有效的应对策略，对于保障电网安全稳定运行、促进分布式光伏健康发展具有重要意义。

1分布式光伏发电的特点

分布式光伏发电系统作为光伏发电的重要类型，其优势非常明显，比如绿色环保、投资规模小、效益高等，满足光伏发电的需求。在该系统发电的过程中形成噪音和污染物，且减少能源消耗，符合我国绿色环保发展理念。另外，分布式光伏发电系统以其较低的投资成本和较小的装机容量，成为众多投资者青睐的选择。相较于集中式光伏电站，分布式光伏发电虽然单体发电能力和总发电量较为有限，但它却拥有独特的优势，能够满足局部区域的离网供电需求，提高了能源利用的灵活性和自给自足能力。分布式光伏发电系统也面临着不可忽视的挑战。其发电过程具有波动性、间歇性和随机性，这些特性使得并网后的电量输出难以预测和控制。若并网电量过大或波动剧烈，可能对电力系统的稳定运行造成不利影响，如电压波动、谐波污染等问题。因此，如何有效降低分布式光伏发电系统并网后对电网的冲击，确保其在各种运行条件下都能安全、稳定地工作，成为了当前研究的热点和重点。

2分布式光伏发电并网对配电网的影响

2.1变压器反向过载

光伏发电量在中午阳光最为强烈时达到高峰，而此时电网的用电需求可能并非最高；相反，在夜晚或阴天时，光伏发电量锐减，而用电负荷却可能攀升，造成供需严重不匹配。当光伏发电量超出电网系统的即时消纳能力时，分布式光伏发电系统会转而向电网反向输送电力，这一现象可能引发变压器反向过载或低压用户端出现过电压的问题，对电网安全构成威胁。尤其当光伏装机容量较大，且中午时段接近满负荷运行时，上述问题将更为显著，增加了电网运行的复杂性和影响性。分布式光伏发电系统接入电网的过程中，还容易引发低压用户侧的电压波动，其变化幅度往往与接入的容量大小、位置选择等因素密切相关。这一现象在多个地区建设分布式光伏发电站并接入电网的实践中得到了验证，频繁的过电压问题不仅可能导致电网设施损坏，还可能对居民的正常生活用电造成不便。

2.2短路电流与继电保护

当分布式光伏发电系统接入配电网后，其作为电源点之一，在电网发生故障时，会向故障点提供短路电流。这种短路电流与电网原有电源提供的电流叠加，可能导致短路电流的大小和方向发生变化。对于继电保护而言，这种变化带来了挑战。传统的继电保护装置主要是基于电网单一电源结构设计的，其整定参数和动作逻辑可能无法完全适应分布式光伏接入后的复杂电网环境。因此，在分布式光伏接入后，继电保护装置可能面临误动或拒动的风险。例如，当分布式光伏提供的短路电流较大时，可能导致保护装置的灵敏度降低，甚至拒动；而当分布式光伏提供的反向短路电流与电网原有电流叠加时，可能引发保护装置的误动。

2.3电能质量

光伏发电系统受光照强度、温度等自然因素影响，其输出功率具有间歇性和波动性的特点，这种不稳定性会直接导致电网中的电压和频率出现波动，从而影响用户的电能质量体验。特别是在光照强度急剧变化或云层遮挡等情况下，光伏发电量的快速变化可能加剧电压波动和闪变现象。光伏发电系统通过电力电子设备进行并网，这些设备在开关过程中会产生谐波，对电网造成谐波污染。谐波不仅会增加电网中的无功损耗，降低系统效率，还可能引起电网中的谐振现象，对电网设备和用户设备造成损害。此外，光伏发电系统的接入还可能改变电网的潮流分布，使得部分区域出现电压偏移或不平衡问题，进一步影响电能质量。

3 分布式光伏接入对配电网系统的影响控制方法

3.1 采用智能电网技术

智能电网通过集成先进的信息通信技术、传感技术和控制技术，能够实现对分布式光伏发电的实时监测、预测和优化调度，能提高电网的灵活性和韧性，还能确保分布式光伏电源与电网的协调运行，有效缓解电压波动、频率偏移等问题，保障配电网的安全稳定。

3.2 灵活进行配电网规划

针对分布式光伏发电接入带来的影响，配电网规划需更加灵活与前瞻。规划过程中应充分考虑光伏电源的分布特点、容量大小及增长趋势，合理安排电网结构，增强电网的接纳能力。同时，采用模块化、标准化的设计理念，提高配电网的可扩展性和适应性，以应对未来光伏接入规模的进一步扩大，确保电网的经济性和可靠性。

3.3 应用储能系统

储能系统是缓解分布式光伏发电间歇性和波动性的重要手段。通过在配电网中合理配置储能装置，如电池储能、抽水蓄能等，可以在光伏出力不足时释放能量，补充电网需求；在光伏出力过剩时吸收能量，减轻电网压力。这不仅能有效平抑光伏发电引起的电压波动和频率偏移，还能提高电网的灵活性和稳定性，促进可再生能源的消纳。

3.4制订电能管理和调度策略

为防止分布式光伏发电系统对配电网络系统产生过大影响，采用合理的管理和调度策略非常关键。该系统运行的过程中建设智能化电力管理系统，达到实时监测、数据分析、预测算法的要求，进而掌握分布式光伏发电系统的运行实际情况以便采取合理的调整措施。该系统运行的阶段通过预测结果合理分配，使得分布式光伏发电系统的发电量与电荷需求达到匹配度要求，与此同时，根据我国电力行业发展需求，利用动态电价和差时电价的控制方式分时段进行电力能源供应，保证其运行效果达到要求。分布式光伏发电系统运行的阶段和储能系统联合使用，将多余的电能储存起来，满足多个时间段内电力能源供应平衡的要求。

3.5加强微电网建设

采用微电网建设的过程中其包含分布式能源、储能系统、智能控制设施等，保证各项系统运行的功能性合格，提高系统控制水平。微电网设置的阶段满足分布式光伏发电系统的运行控制需求，同时也和其他分布式能源设备以及储能系统联合使用，进而组合形成完整的能源网络结构。在光伏发电系统能源充足时，将能源传输到储能系统中进行储存。而在光伏发电量较小的情况下将储能系统的电力能源释放，满足人们使用需求。微电网系统还可以通过智能化控制和电能管理系统，使得分布式光伏发电系统达到集中调度和监控的要求。通过实时监控的方式使得微电网系统内电力能源充足，合理调配各项资源进而满足系统能源供应充足以及稳定的要求。

4 结语

综上所述，分布式光伏接入配电网系统对电网的运行特性、电能质量和供电可靠性等方面产生了深远影响，在实际过程中，采用引入智能电网技术、灵活进行配电网规划、应用储能系统以及加强并网管理等多方面的努力，可以有效缓解分布式光伏接入带来的不利影响，实现分布式光伏与配电网的和谐共生。

参考文献：

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