探析分布式光伏发电应用和影响

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1、探析分布式光伏发电应用和影响　　摘要：近年来，中国的光伏产业发展迅速，越来越多的分布式光伏电源接入到配电网中。文中介绍了分布式光伏发电系统的特性，分析了分布式光伏发电系统对配电网的影响，并对分布式光伏发电系统接入电网的影响，提出了解决对策。为大量分布式光伏发电系统接入电网提供一定的理论技术支持。关键词：分布式；光伏发电；并网；配电网；影响；对策中图分类号：TM421文献标识码：A文章编号：0引言分布式光伏发电系统有不占地，无噪声，无污染排放，架设输电线路即可就地发供电，所发电力不仅可满足用户基本用电需求，并且电力传输系统消耗几乎为零等优点。有越来越多的分布式光伏电源接入到配电网中，对传统

2、的配电网提出了新的挑战。对于配电网络而言，由于光伏并网发电的特性有别于常规发电方式，因此有必要通过分析光伏发电的特性，采用新方法、新技术，在充分发挥出光伏电源作用的同时，将光伏电源对配电网的影响减到最小。分布式光伏发电的技术特点10分布式光伏发电系统有两种并网形式：其一是通过低压线路接入配电网，其二是经过变压器升压接入到高压电网。前者是农村屋顶光伏电源或者是城市小规模光伏建筑电源，后者则是很多光伏电站的选择。其基本结构如图1所示从图1可以看出：分布式光伏发电系统主要包括太阳能电池板、最大功率点跟踪（MPPT）太阳能控制器、逆变器、变压器以及控制系统等。对于一些偏远的电网不稳定地区，往往还

3、有储能电池，以为备用。而在并网系统中，逆变器又是整个系统的重中之重，它之后一般还要带有一个滤波器，使输出的波形较为平滑，往正弦波靠拢。目前的并网逆变器是通过控制输出电流的幅值、频率和相位三要素参量跟踪并网点电压来实现并网和功率输出。并网光伏发电系统根据容量的大小，可以有多种不同电压等级的并网形式。如云南电网公司在云电科技园建设的160KW光伏发电项目采用的380V低压并网方式。上海崇明岛1MW光伏发电项目则采用10KV电压等级并入电网。通过对光伏系统的分析计算,可以发现光伏发电具有以下特点:光伏发电受外界天气条件影响极大,发电功率会随着天气的变化而剧烈地变化,夏天的多云天气尤为明显,其功

4、率在瞬间的输出变化率甚至能超过10%。10现有主要的并网逆变器的控制方式基本上都是通过控制输出电流以跟踪并网点电压,达到并网的目的。其输出为纯有功功率，功率因数接近1，没有对电网功率因数调节的能力。由于光伏发电输出功率的快速波动性，当进行大容量并网的时候，就要通过旋转发电机的工作来进行功率调整的补偿，这样就增加了一个合理安排发电计划的研究课题。随着逆变器输出负载的变化，谐波也随之发生变化，在输出减小到额定输出的90%时，其输出电流THD甚至会达到20%以上,这样就会对电网产生污染。并网逆变器的抗孤岛保护功能与负荷状况的相关性：随着并网容量不断加大，光伏并网系统中会有多种类型的并网逆变器（

5、不同保护原理）接入同一并网点，导致互相干扰，同时在出现发电功率与负载基本平衡的状况时，抗孤岛检测的时间会明显增加，甚至可能出现检测失败。由以上光伏发电的特性可知，现有的光伏并网系统并不是“电网友好型”电源，它与传统火电、水电，乃至新兴的风电、生物质能都有很大的不同，当其接入电力系统时应就相关问题进行专门的研究。分布式光伏电源接入配电网的相关问题10大规模光伏发电系统的接入，不可避免地会对传统电网的规划设计、调度运行等多方面产生影响。研究和掌握这些影响，为下一步电网根据自身安全稳定运行需要，提出并制定PV并网的相关技术要求，是一项非常有意义的工作。2.1、对电压的影响从电网电压降落角度研究

6、光伏发电接入配电网前后点样电压的变化，接入光伏电源后，由于馈线上的传输功率减少，使沿馈线各负荷节点处的电压被抬高，可能导致一些负荷节点的电压偏移超标，得出了光伏发电介入后将使线路电压升高，且线路某点电压变化趋势与该点后所有负荷大小和光伏发电出力有直接关系的结论。可通过在中低压配电网络中设置有载调压变压器和电压调节器等调压设备，将负荷节点的电压偏移控制在符合规定的范围内，另外，在正午时分，光伏电源出力通常较大，若线路轻载，光伏电源将明显抬高接入点的电压。所以合理设置光伏电源的运行方式也很重要。由于光伏电源的出电量随入射的太阳辐照度的改变而改变，可能会造成局部配电线路的电压波动和闪变。若跟负

7、荷改变叠加在一起，将会引起更大的波动。而同一区域的PV发电功率受光照变化的影响具有一致性，这将加剧电压的波动，可能引起电压/无功调节装置的频繁动作。因此，对接入位置和容量进行合理的规划依然很重要。2.2光伏并网系统对电流保护的影响10光伏系统接入对短路点的短路电流增益很明显，并且随着光伏系统距故障点的接近而增大。如果光伏系统接入位置距离故障点足够近，光伏系统容量达到一定值时，很可能引起误动；故障点在保护和光伏系统的中间时，短路点的短