分布式光伏電源對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響探究

張　宇（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司，山東　青島　266002）

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分布式光伏電源對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響探究

張宇
（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司，山東青島266002）

摘要：隨著我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的逐步發(fā)展，分布式光伏電源已經(jīng)在配電網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用。本文以分布式光伏電源為主線，研究了這種電源類型的特點(diǎn)，分析了其對(duì)配電網(wǎng)的影響，并在此基礎(chǔ)上針對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)損的應(yīng)對(duì)策略提出幾點(diǎn)建議。旨在進(jìn)一步完善對(duì)分布式光伏電源的研究，提升配電網(wǎng)使用效率。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；分布式光伏電源；影響；應(yīng)對(duì)策略

0　引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)程度的不斷加大，對(duì)電力的需求量逐漸升高，在人口增長(zhǎng)、環(huán)境壓力等多重因素作用下，電力的清潔性與高效性已經(jīng)成為了研究重點(diǎn)課題，而分布式電源的應(yīng)用對(duì)這一問題產(chǎn)生了較明顯的解決作用［1］。分布式光伏電源在與配電網(wǎng)聯(lián)合使用時(shí)，具有較高的可靠性與經(jīng)濟(jì)性，但也會(huì)對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)損產(chǎn)生一定影響。本文以分布式電源為基礎(chǔ)，研究了其對(duì)配電網(wǎng)的影響以及應(yīng)對(duì)策略。

1　分布式光伏電源的特點(diǎn)與分類

1.1環(huán)境效益高

在發(fā)電過程中分布式光伏電源不會(huì)產(chǎn)生較大噪聲，且對(duì)水源及空氣的污染程度較低，但在具體運(yùn)用過程中需注意對(duì)周邊城市環(huán)境的協(xié)調(diào)［2］。在使用分布式光伏電源時(shí)，需在清潔能源的利用時(shí)考慮到周邊居民的生活質(zhì)量。

1.2輸出功率較小

傳統(tǒng)集中式電站在輸出功率上可達(dá)到百萬(wàn)千瓦，只有形成大規(guī)模狀態(tài)才可達(dá)到經(jīng)濟(jì)效果。而光伏發(fā)電采用模塊化設(shè)計(jì)方式，因此規(guī)模不需要過大便可達(dá)到一定經(jīng)濟(jì)性，且可根據(jù)場(chǎng)地具體情況對(duì)光伏系統(tǒng)容量加以調(diào)整［3］。通常來(lái)說，分布式光伏電源項(xiàng)目容量可控制在幾千瓦之內(nèi)，相對(duì)于集中式電站而言，光伏電站在發(fā)電效率上并不會(huì)明顯受到電站大小的影響，因此在經(jīng)濟(jì)上較為穩(wěn)定，在投資性價(jià)比上較高。

1.3能量密度較低

能量密度較低是分布式光伏電站的一大缺陷，其每平方米的功率僅在100瓦左右，加上相關(guān)光伏組件的安裝以及安裝位置的限制，因此難以在用電緊張上起到明顯作用［4］。但由于分布式光伏電源在白天發(fā)電效率最高，而此時(shí)正是用電高峰，因此可在一定程度上對(duì)用電緊張問題達(dá)到緩解作用，但不能根本解決。

1.4發(fā)電技術(shù)分類

分布式電源在發(fā)電技術(shù)上可分為以下幾種模式：

①風(fēng)力發(fā)電。通過太陽(yáng)輻射在地球各部分引起的氣壓容差差異而產(chǎn)生空氣運(yùn)動(dòng)，利用風(fēng)能實(shí)現(xiàn)發(fā)電。②燃料電池。這種方式能夠?qū)⒒瘜W(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔?，并且在等溫狀態(tài)下完成，具有噪音低、污染小、潔凈、轉(zhuǎn)化率高的優(yōu)勢(shì)，既適合分散供電也適合集中供電。③往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)。通過氣缸內(nèi)部的燃料燃燒實(shí)現(xiàn)熱能的轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到發(fā)電效果。④太陽(yáng)能。通過光化學(xué)轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換以及光熱轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能發(fā)電。

2　分布式光伏電源對(duì)配電網(wǎng)影響

（1）產(chǎn)生損耗。實(shí)施分布式光伏電源之后，配電網(wǎng)絡(luò)會(huì)出現(xiàn)較大變化，例如當(dāng)發(fā)生線路故障時(shí)，分布式光伏電源會(huì)影響到整個(gè)配電系統(tǒng)中的電流分布、電流流向以及電流大小。在這種情況下，可能引起配電系統(tǒng)中線路過流保護(hù)，降低電流速斷的靈敏度。若影響程度較大，還可能發(fā)生拒動(dòng)危險(xiǎn)。重合閘操作時(shí)可能由于接入了分布式光伏電源而無(wú)法成功重合。

（2）影響電能質(zhì)量。電網(wǎng)通常以電子技術(shù)為基礎(chǔ)，接入分布式光伏電源在接入時(shí)可能造成非線性負(fù)載在短時(shí)間內(nèi)升高，影響到電能質(zhì)量。具體而言，首先會(huì)大量帶入諧波，由于電子設(shè)備的大量使用，轉(zhuǎn)換器運(yùn)作模式以及諧波發(fā)電方式會(huì)對(duì)諧波的波次與幅度產(chǎn)生影響。其次為電壓閃變，如果光伏發(fā)電站規(guī)模較大，則在短時(shí)間內(nèi)會(huì)由于劇變輸出造成電壓閃變。

（3）影響配電網(wǎng)安全。通常而言，加入分布式光伏電源需要在隔離變壓器的操作下合理接入，否則會(huì)造成交流電雜散在電容之上而造成地線意外斷開，存在觸電危險(xiǎn)。同時(shí)，配電網(wǎng)中的變壓器、漏電斷路器、計(jì)量?jī)x表、電流型變壓器均會(huì)受到直流分量注入的影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成電流式漏電斷路器與變壓器無(wú)法正常工作。

3　配電網(wǎng)網(wǎng)損的應(yīng)對(duì)策略

（1）探尋變化規(guī)律。在分布式電源實(shí)際運(yùn)作中觀察其負(fù)荷變化情況，通過長(zhǎng)時(shí)間觀察找出其變化規(guī)律，若無(wú)法發(fā)現(xiàn)明確規(guī)律則可大致推斷。對(duì)于能源使用問題，可制定能源種類達(dá)到對(duì)能源的更高利用效率。對(duì)于用戶與使用量之間的沖突問題，可采用地域劃分或強(qiáng)制規(guī)定方式，提升分布式電源的控制效果。

（2）加強(qiáng)系統(tǒng)監(jiān)控。在分布式光伏電源工作過程中監(jiān)控配電網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)運(yùn)作情況，若發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)上報(bào)管理者并采取措施，對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完善化的保護(hù)。分布式光伏電源影響配電網(wǎng)網(wǎng)損，在最終結(jié)果上有好有壞，管理者可通過對(duì)分布式電源位置的調(diào)節(jié)來(lái)減輕損耗的波動(dòng)。

（3）降低影響程度。對(duì)于電能質(zhì)量受到分布式電源的影響，通常影響無(wú)法完全消除，但能夠通過限制分布式光伏電源逆變器的容量，減少諧波共振次數(shù)，從而減輕對(duì)電能質(zhì)量的影響。同時(shí)，可在低壓配電網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用電壓調(diào)節(jié)器或調(diào)壓變壓器，在這些設(shè)備的使用下加強(qiáng)對(duì)重負(fù)荷時(shí)間段的調(diào)節(jié)，通常調(diào)節(jié)時(shí)間在夜間或是午間時(shí)分。

（4）控制電壓波動(dòng)。操作者可調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器的分接頭，從而降低分布式光伏電源造成的電壓波動(dòng)。但當(dāng)配電網(wǎng)末端電壓存在越限狀態(tài)時(shí)，這一操作并不能達(dá)到有效處理程度。另外，若對(duì)有載調(diào)壓變壓器的抽頭頻繁調(diào)節(jié)，可能會(huì)影響到抽頭的運(yùn)行壽命以及控制效果。相關(guān)研究者在數(shù)據(jù)計(jì)算中發(fā)現(xiàn)，要想降低變壓器抽頭的調(diào)節(jié)次數(shù)，可采用無(wú)功優(yōu)化運(yùn)行方案，通過對(duì)光照及負(fù)荷強(qiáng)度的預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)最大功率點(diǎn)的反饋與跟蹤，達(dá)到對(duì)無(wú)功電源的優(yōu)化與協(xié)調(diào)。

4　結(jié)束語(yǔ)

分布式光伏電源具有群發(fā)性與不連續(xù)性特點(diǎn)，屬于間歇式電源的一種，在接入配電網(wǎng)之后，配電網(wǎng)會(huì)由原本的單端輻射型網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變多端系統(tǒng)，更具復(fù)雜性。在接入配電網(wǎng)之后，分布式光伏電源會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的各個(gè)方面產(chǎn)生影響。配電網(wǎng)受到分布式光伏電源的影響有好有壞，研究者應(yīng)將不良影響加以控制，降低影響程度，實(shí)現(xiàn)能源的最高利用率。

參考文獻(xiàn)：

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.089