光伏分布式電源并網對配電網的影響

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摘要 ：隨著新能源的開發利用，分布式電源接入配電網的規模越來越大，其對配電網的影響必將越來越大，本文從分布式電源的特點入手，比較淺顯地分析了其對配電網的影響。

關鍵詞 ：光伏 分布式電源 配電網 影響

引言

近年來，全球面臨的能源問題和環境問題越來越嚴重，國際社會日益感到環境污染和全球氣候問題的嚴重性。為了應對日益突出的問題，各國學者對可再生能源進行深入研究。目前，在可利用的新能源中，以風能和太陽能為主，并得到了廣泛的開發和利用，其中太陽能發電也最為成熟。不同于化石能源，太陽能儲存豐富，安全清潔，可以滿足我們長期對能源的需求，而且同時不會帶來相應地環境問題。

智能電網作為一個熱門的研究領域，近年來得到了迅速發展。作為智能電網中的重要環節，太陽能發電在近年來也吸引各國學者對其深入研究。目前，光伏并入配電網使其獨立發電在各地的太陽能電場廣泛應用。但是，光伏并入電網后，對配電網的拓撲結構、潮流都有很大影響。此外，太陽能是不穩定的，其受天氣影響較大，將不穩定的光電接入配電網中會影響其運行的穩定性和經濟性。因此研究太陽能發電并網運行后對配電網電壓的影響對提高太陽能利用率具有重要的意義。

一、光伏分布式電源概述

（一）光伏分布式電源的概念

光伏電源實際上是將太陽能轉化為電能的一種，具體說來，是指利用光生伏特效應，用太陽能電池板將太陽能轉換為電能并作為電源的一種裝置，這種裝置主要由太陽能電池板、逆變器和控制器三部分組成。

（二）光伏分布式電源的特點

與常規電源相比，光伏電源具有無污染、可再生、靈活性強等優點。光伏電源利用太陽能發電，實現了零排放，不會對環境造成不良影響。而且太陽能幾乎是一種取之不盡、用之不竭的能源，具有可再生性，對于解決人類面臨的日益嚴峻的能源問題具有重要意義。

二、分布式電源的接入對配電網的影響

分布式電源的接入使配電網中各支路的潮流不再是單方向地流動，因此分布式電源的引入會給整個電網帶來深刻的影響。

（一）對電能質量的影響

分布式的光伏并網逆變器采用高頻調制易產生諧波，并聯輸出諧波放大現象難以預測與治理；輸出功率不確定性易造成電網電壓波動、閃變；配電系統將由原來單一電能分配的角色轉變為集電能收集、電能傳輸和電能分配于一體的新型電力交換系統。光伏發電系統可能給配網帶來電能質量問題，如諧波污染、電壓波動及閃變。

（二）對電網穩定性的影響

太陽光照射是光伏電源發電的基本條件，因此光伏電源也是一種間歇性電源，其供電行為都在白天發生。光伏發電受天氣環境影響很大，導致光伏電源電壓具有很強的波動性。受此影響，將光伏分布式電源接入電網，電網將面臨電源電壓不穩，功率不一的考驗。同時，光伏分布式電源單點規模偏小，電源點分散，大規模接入電網過后，大大增加了電網調控的難度，使得常規的無功調度和電壓控制策略變得不再適用，將對電網調峰以及整個電網系統的穩定造成影響。

（三）對配電網繼電保護的影響

在傳統配電網中，線路故障時短路電流為從電源端指向故障點的單一流向電流，分布式電源接入后，短路電流的方向及水平將因受到分布式電源的類型、接入位置及容量的影響而發生變化，可能導致原保護系統發生不正確動作。例如，異步發電機直接并網時，并網前發電機本身沒有電壓，并網時將伴隨一個過渡過程，流過4-7倍In的沖擊電流，一般經過零點幾秒轉入穩態。對于小容量的接入電網，風電場并網瞬間將會造成電壓大幅降低，從而影響接在同一電網的其他用戶，并可能引發低電壓保護動作。

（四）對電網運行控制的影響

大規模光伏并網發電是利用太陽能的一種有效方式，但光伏發電系統受光照強度和環境溫度等氣候因素的影響，并網后功率變化具有不確定性。大量用戶使用光伏發電系統為其提供電能，使得電網規劃人員更加難于準確預測負荷的增長情況，影響系統的調度和機組出力的計劃。由于太陽能發電的不確定性，使大電網短期負荷預測準確性降低，增加了傳統發電和運行計劃的難度，斷面交換功率的控制難度加大，當分布式的光伏發電在配電網電源中的比例不斷增大的時候，其對電網調頻、調峰壓力的影響將愈加顯著。光伏發電調峰能力極差，且隨著光伏穿透功率的增加系統內的峰谷差將成倍增加。

分布式的光伏發電系統接入公共電網，使配電網中電源點增加了很多，電源點分散，單點規模小，顯著增加了電源協調控制的困難，常規的無功調度及電壓控制策略難以適應，將可能在電網調峰、安全備用、電壓穩定和頻率安全穩定等方面帶來一定影響，增加了大電網運行控制的難度。給配電網安全穩定運行控制帶來新問題。

（五）分布式光伏并網電能質量評估

我國光伏產業發展相較于其他國家發展較晚，現今使用的光伏并網標準是國家電網制定的企業標準和國家的的相關標準，此標準對光伏并網標準進行了詳細的說明。并網的交流電需要符合國家的相關管理規定，并應對并網的電能質量進行監控）并應在諧波、電壓不平衡度、直流分量、電壓波動和閃變以及功率因數等電能質量方面進行監控，上述電能參數需符合國家的并網電能的質量規定。

三、光伏分布式電源并網優化分析

由于光照資源分布不均，且受天氣環境因素影響很大，導致光伏分布式電源輸出具有隨機性，波動性，間歇性，并且調節控制難度較大。隨著大規模光伏分布式電源的并網，光伏電源對于當前電網的安全有效運行產生了顯著影響。為了能夠讓光伏分布式電源完美接入電網，讓清潔的太陽能電源真正服務于人民生活與經濟建設，必須要對光伏分布式電源和電網進行優化。

（一）對電網的優化

針對具有隨機性、波動性的分布式光伏電源的大規模并網對電網可能的影響，需要對目前的電網結構進行優化改造。加快落實“十二五”規劃所提出的結合現代電力技術、現代測控技術、計算機技術、通信技術、電力電子技術結合的“智能電網”的建設，盡快實現對分布式電源的兼容，實現即插即用。

（二）對光伏分布式電源的優化

針對光伏分布式電源的特點，在新進行的建設項目當中，要充分考慮到并網的需求。在光伏分布式電源的建設中，要充分利用科學技術的發展成果，如結合性能更加優良的儲能系統，通過儲能系統的充放電行為來使電源對電網的輸出保持相對穩定的狀態，減小由于電源的波動特性所造成的對電網安全與穩定的影響。

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