分布式光伏发电对配电网的安全影响及对策研究

Power Technology ︱ 328︱ 2016 年 10 期分布式光伏发电对配电网的安全影响及对策研究 胡建群 李鸿健 周伟香 国网浙江丽水市莲都区供电公司，浙江 丽水 323000 摘要： 随着分布式、集中式光伏发电在配电网中大规模开发应用，对能源结构带来机遇的同时对传统配电网同样面临着挑战。本文着重通过光伏发电对配电网运行安全、检修安全、计量安全、电压影响几个方面分析了光伏发电对配电网带来的影响，并针对性的提出了解决方案。关键词： 光伏发电；配电网；安全 中图分类号： TM7 文献标识码： B 文章编号： 1006-8465 （ 2016 ） 10-0328-01 引言 随着国家优化能源结构战略的实施， 可再生能源的开发与利用正逐渐进入电力行业。可再生能源的发展，可以为我国保障能源供应、环境污染治理、节能减排，提供有力的支撑。光伏发电作为可再生能源的生力军，以集中式、分散式接入配电网，易于施工和有益加强环境效益，在一定程度上可以缓解当地电力紧张，其就地消纳的特点可减少电能在长途传输中造成的损耗，是我国能源优化的重要发展方向。在我国分布式光伏发电还处于发展阶段，对分布式光伏发电的认识不够，需要不断的实践和改进项目管理、系统设计、设备安装等。随着电网的日益复杂和智能电网的逐步发展， 光伏发电系统对配电网的技术和要求也提出了新的挑战。 本文简要分析了分布式光伏发电对配电网安全运行的影响，并提出可行性的解决建议。 1 分布式光伏发电体系架构 在光伏发电系统中，主要制备的原材料是半导体。这些装置可以实现将太阳能转变为电能，这个系统的主要组成部分是控制器、电池板、蓄电池、逆变器。光伏发电系统具有自身独特的优势，在进行并网中可以实现将直流电转变为交流电，同时也具有一种安全、可靠以及便捷的特点。 目前， 在实际使用中已经得到了很好的应用。 现阶段，主要有两种主要的光伏发电站形式： 分布式光伏发电站以及集中型光伏发电站。而根据光伏发电站在实际安装过程中，根据环境的不同，可以分为三种形式：山丘电站、荒漠电站以及屋顶电站。 2 分布式光伏发电并网对配电网安全的影响 2.1 分布式光伏发电对配电网运行安全的影响 分布式光伏发电接入配电网之后会使得短路电流的流向和分布特性等发生改变，也能够使得配电网从辐射型转化为多电源结构。以继电保护为例，在配电网短路的情况下，分布式光伏发电并网的主要影响为：发生短路情况时，主电源以及各个分布式光伏发电向短路点位置注入电流，短路电流瞬间增大。简而言之，分布式光伏发电接入配电网之后在配电网线路发生短路故障时流经变电站出线10kV 开关的故障电流就发生了一系列变化。 2.2 对检修安全的影响 由于分布式光伏发电大多数情况下属于用户侧并网，一旦负荷与出力平衡时就会存在孤岛效应问题。当检修工作人员在维护接有分布式光伏发电系统的设备时，一旦分布式光伏发电系统保护功能失效会给其带来安全作用的隐患。 2.3 对计量安全的影响 分布式光伏发电在接入配电网之后，在用户所安装的分布式光伏发电计量表，从技术上以及资产属性上都很有可能存在分布式光伏发电用户偷电的可能，继而影响到计量的精确性。 2.4 同时段的电压影响 在这些路径内的多重节点，都会搭配特定的负荷。如果在实际运行过程中，网络架构中不会存在这种电源，此时的功率就应该设置为零。在考虑实际影响时，必须考虑等值阻抗、节点的负荷。功率在实际注入过程中，应该是在光伏电压的构架下，从最开始节点到后期的节点，这样就会导致电压被缩减，正是由于这种现象，导致这些关联线路中，会增加线路的损耗等，进而给电力企业带来很大的经济损失，因此在实际设定过程中，应该设定成正数。当光伏电源接入到体系中时，就会使得电压出现缩减效应，这种缩减是处在偏大的范围中，进而使得叠加进来的光伏电源的功率，被实际设置为有功功率，这种有功功率在实际运行过程中，会带来很大的影响，如使得节点架构中的电压发生变化，通常会使得电压变大，进而在实际运算过程中被设置为一定的负数。如果线路电压的差值凸显成正数，就会渐渐缩减电压，如果这个差值表现为负数，就会不断的升高电压。 3 针对性的解决方法 3.1 继电保护问题解决方案 一旦配电网发生短路问题，由分布式光伏发电源所提供的短路电流不会超过额定电流的 1.5 倍，也就是说分布式光伏并网点下游远处发生短路情况时会减小短路电流问题，减小的幅度与分布式光伏发电接入容量有关，但是可以忽略不计。因此，分布式光伏发电并网后对变电站内 10kv 开关不需要额外增加保护设备， 也不需要调整现有的保护逻辑，只需要对现有的保护定植进行校核。 3.2 检修安全管理问题解决方案 分布式光伏发电发生孤岛效应不可避免，因此需要通过加强检修管理措施及时修订管理规程，再度加强分布式光伏电源并网配电网的安全性。可以通过制定分布式光伏并网配电网的检修管理，强化分布式光伏发电的检修安全管理，避免出现送出线路检修过程中分布式光伏电源向电网送电导致人身安全受到威胁等问题出现。 3.3 计量安全问题解决方案 加强对《计量法》以及《电力法》的宣传力度，让用户深刻明白偷电行为是要承担法律责任的；建立光伏发电量监测系统，根据气象条件以及日照强度等对光伏大电量数据进行跟踪分析， 设置好报警阈值；对未使用的光伏项目加强设计审查工作，完成信息建档工作。 3.4 电压的解决方案 分布式光伏发电方式主要整合了逆变器、 汇流箱体以及初始光伏阵列。在这种情况下，供电主要依靠储能配件，其次还可以分成配套管理部分、某些规格的蓄电池、能量管控装置。储能体系主要存在如下主要部分：某变流器、成套蓄电池等。在布设电池与变流器之间衔接双向管控特有装置。 电流必备内环在实际中发挥的作用是管控一定的电压变化。在进行这些路径控制时，发挥着巨大的作用，可以实现稳定不同时段的功率，同时对电压还会进行一定的稳定。 现阶段，在进行解析仿真模型的选择上有很多的方式，本次主要采用 Matlab 方法， 在实际计算使用过程中， 可以有效地解决电压越限问题，因此，在仿真体系拟定之后，就含有了储能变流装置、模拟功率体系以及变换装置。根据光伏发电在实际发电中的特点，具有一定的随机特性，因此使用该模型可以很好地覆盖相应的移动部分，就可以计算出实际的功率，进而得到比较精确的波形状态。 通过这种方法，可以在光伏功率不断变化的前提下，采用移动平均方法，从而得到曲线，相比于其他的计算方法，该方法更加精确，且计算效率更高。也会大幅度减少这种凸显，阻止了越限电压的偏大的情况，不仅提高了光伏发电在实际中的应用效果，同时也促进了光伏发电技术的不断发展。 4 结束语 随着光伏发电技术的出现， 极大地推动了我国发电技术的进步，分布式光伏发电技术在实际运行过程中会存在很多问题，这需要广大从业工作的不断努力，采取必要的解决措施，从而促进光伏发电技术的不断发展。 参考文献 [1] 毛彦力 , 朴在林 , 胡博等 . 分布式光伏发电并网对配电网电压分布影响的研究 [J]. 中国农机化学报 ,2015,36(6):244-247,252. [2] 丁文博 . 分布式光伏发电并网对配电网的影响 [J]. 科技创新与应用 ,2014,15(34):188-188. [3] 陈旭 , 杨雨瑶 , 张勇军等 . 光伏光照概率性对配电网电压的影响 [J]. 华南理工大学学报 ( 自然科学版 ),2015,15(4):112-118. [4] 刘皓明 , 陆丹 , 杨波等 . 可平抑高渗透分布式光伏发电功率波动的储能电站调度策略 [J]. 高电压技术 ,2015,41(10):3213-3223.