分布式光伏并网对配电网的影响及解决措施

分布式光伏并网对配电网的影响及解决措施

吴亚辉 龚美鹏 吴梦

中国水利水电第九工程局有限公司 贵州省贵阳市 550000

摘要：近年来，分布式光伏发电技术作为一种新兴的发电技术迅速崛起，其显著的经济性和环保性使其备受关注。为了推动我国电力行业的持续发展，相关领域的研究人员和技术人员需要深入探索和研究这一技术，并加大研发力度。分布式光伏发电技术具有就地消纳、清洁环保、投资效益高等诸多优点，对于优化能源结构和推动能源可持续发展具有极其重要的意义。为了应对分布式光伏并网对配电网带来的影响，需要从多个方面采取有效措施。具体而言，应关注光伏发电的预测和调度、配电网的结构和设备优化、智能配电网技术的推广等方面。基于此，本文主要探讨了分布式光伏并网对配电网的影响及其应对策略。

关键词：新能源；分布式电源；配电网；影响；对策

分布式光伏发电技术是近年来新兴的一种发电技术，它以其较高的经济性和环保性而备受瞩目。为了进一步推动我国电力行业的蓬勃发展，相关人员必须深入研究这项技术，并加大研发力度。分布式电源的接入对配电网产生了显著的影响，为了确保配电网的安全稳定运行，必须采取一系列改进措施。通过优化分布式电源的并网控制策略，可以有效减小分布式电源对配电网的影响，从而提高配电网的供电可靠性和稳定性。此外，还需要关注光伏发电的预测和调度、配电网的结构和设备优化、智能配电网技术的推广等方面，以应对分布式光伏并网对配电网带来的挑战。

1.分布式光伏发电系统构成

分布式发电技术在中国得到了广泛应用，特别是在乡村、小城镇和偏远地区。太阳能光伏发电、风力发电、沼气发电和生物质发电等分布式发电方式被广泛采用，为这些地区提供了稳定的电力供应。

1.1光伏发电阵列

光伏电池是光伏发电技术的核心，它能将太阳能转换为直流电能，主要由单晶硅、多晶硅和非晶硅等材料制成。为了提升发电效率和功率输出，多个光伏电池组合成光伏电池阵列。光伏发电阵列是将多个光伏模组连接起来，形成大规模光伏发电系统的关键部分。通过光生伏特效应，太阳能被转换为直流电能。由于单块光伏组件转换的电能通常不足以满足日常用电需求，因此需要将多个光伏组件组合成阵列，以满足用电需求。

1.2电力电子交换器

在光伏发电阵列吸收太阳能并转化为电能后，需要进行电压转换以满足电能输配网络的要求。电力电子交换器在分布式光伏发电系统中主要负责电压转换工作，常用的设备包括整流器和逆变器等。

1.3储能元件

在分布式光伏发电系统中，储能元件是至关重要的组件之一。储能元件在交流电路中进行能源转化时不会产生能量损失。在电路中安装储能元件，可以使得能源转化过程更加平稳，提升能量的稳定性。在屋顶分布式光伏发电技术的应用中，储能元件的应用至关重要。在系统中安装适当的储能元件，可以与电力电子交换器协同工作，显著提高能源利用率，高效地将太阳能转化为电能，减少转化过程中的能源损失，产出更多的清洁能源，以满足附近用户的用电需求。

2.分布式光伏并网对配电网的影响

2.1 变压器反向过载和低压用户过电压问题

分布式电源的接入改变了配电网结构和潮流方向，导致故障电流的大小和分布发生变化。特别是在光伏发电量大的情况下，可能会引起局部电压升高，导致变压器反向过载或低压用户过电压。

2.2 继电保护装置的影响

分布式电源的接入可能会干扰继电保护装置的正常运行，影响其准确快速地判断故障情况，从而影响配电网的运行。分布式电源的接入还会影响配电网的自动重合闸装置，该装置在故障后能及时恢复电力供应，但由于分布式电源改变了配电网结构，自动重合闸装置在动作时可能会遇到困难，影响供电可靠性。

2.3 电能质量影响

随着社会经济的快速发展和人们生活水平的提高，对电力需求量逐渐增加，传统大电网难以满足人们对电能质量和需求的要求。因此，越来越多的新能源被开发利用，尤其是太阳能等可再生能源。然而，分布式光伏发电的输出功率不稳定和波动较大，对配电网造成影响。光伏电站并网运行时产生的谐波、电流变化和闪变、三相电压不均匀、功率因数低等问题，显著降低了供电系统的电力品质，对电网产生了影响。

3.降低分布式光伏发电对配电网影响的对策

3.1 新能源并网系统的控制目标和方法

在“双碳”目标下，大规模分布式光伏接入配电网，对传统电网构成挑战。为保障电网安全，需深入研究并网影响，提前做好接入准备，制定应对措施，为未来大规模并网打下基础。首先，针对频率和电压稳定，可采用先进调频调压算法，实时监测电力系统频率和电压，及时调整发电单元输出和设备运行状态，维持系统稳定。智能化控制方法如模糊控制、PID控制能更好适应系统动态变化。其次，为提高新能源发电系统响应速度和适应性，可采用先进预测控制方法，预测新能源发电输出，提前调整，减少发电波动对系统冲击，有效应对新能源不稳定性，提高系统整体稳定性。

3.2 接入容量滚动测算机制

在光伏发电并网过程中，通过概率协调分析并网不确定因素，全面监控分析接入电网运行风险，实时跟踪电网状态变化，优化电网运行模式。考虑运行安全、电力电量平衡等因素，建议对市区县、变电站等分布式光伏接入容量按季度进行滚动计算，并定期更新区域光伏可接入容量情况，优先在接入容量充足的区域新建分布式光伏项目。对申报用户进行接入方案引导，对于接入容量不足的区域，优先考虑通过电网配套设备扩建、外送通道扩容等手段提升光伏接入容量后，再允许新建分布式光伏项目。

3.3 构建分布式光伏监控与分析系统

推动地区分布式光伏监控与分析系统的建立，通过智能并网断路器或用户并网逆变器通信模组等技术手段，实现对分布式光伏的实时监控和安全并网管理；打造配电设备智慧互联体系，加强配电装置与数字新技术的融合，实现对配电站房、配电线路、分布式光伏、充换电站等配电网运行状态和环境信息的全面感知；通过及时性态势感知和灵活性分析，监控和分析接入电网的运行风险，实时跟踪电网运行状态的变化，合理安排和优化电网运行方式，同时为线下分析工作和结论提供可视化支持。

3.4 建立新能源与传统能源并联通道

新能源发电技术需要与传统能源发电建立并联通道，在传统电力系统基础上充分发挥新能源发电的优势。并联通道的建立可以实现新能源发电与传统系统之间的平稳过渡，逐步提升电网运行的稳定性。随着新能源发电规模的逐步扩大，单侧能源控制方式已无法满足发展需求。因此，在电能需求量逐步增大的背景下，通过双层能源控制方式提升供电的灵活性，有效处理能源发电配合问题。

结束语

随着新能源电厂大规模并网，其在新型电力系统中扮演着越来越重要的角色，尤其是分布式光伏在电力系统中的比重逐渐增加。分布式光伏的大规模并网对电网产生了较大影响，带来一定的安全隐患。为了确保分布式光伏电源的稳定性，保障电网的安全运行，成为光伏发电的重要研究内容。未来，太阳能光伏发电技术将成为我国主要的可再生能源发电技术，其中分布式光伏发电技术的应用前景广阔，这主要是因为该技术具有就近发电、就近使用的优点，能够有效节约用电成本，实现余电入网。

参考文献

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