单桂兰
国网江苏省电力有限公司如皋市供电分公司
摘要：随着经济和各行各业的快速发展，分布式光伏因其发电绿色、环保的特点，以及光伏扶贫等政策的推动，近年来发展十分迅速、装机容量持续增高。然而大规模分布式光伏接入电网后因其发电具有随机性、间歇性、运行感知特性差的特点也给电力部门的负荷预测与电网调峰、设备安全稳定运行等方面带来了新的挑战。同时，也有研究学者对分布式光伏并网后产生的问题和优化调度策略进行分析。本文将重点从实际调控运行的视角出发，在对相关国标中的关键技术要求进行总结的基础上，对大规模分布式光伏接入对电网调控运行的影响进行分析，并提出建议和展望。
关键词：分布式光伏；调控运行；电力
引言
随着光伏发电渗透率以及系统对电能质量要求的提高，常规电源电压调节能力不足，而光伏电站因具有一定的无功容量而具备主动参与电网调压的潜力。在分析光伏电站电压调节特性的基础上，提出光伏电站参与电网主动调压的控制方法；针对光伏电站有功出力与电网负荷大小之间的矛盾性，引入光伏电站负载率和区域电网负荷率的概念，进而确定光伏电站主动调压的控制原理及目标；在此基础上，建立自上而下的光伏电站双层无功优化模型，上层优化模型用于跟踪并网点电压控制目标，下层优化模型将上层优化结果在各组无功补偿单元之间进行优化分配，实现光伏电站参与电网主动调压的精细化控制。
1分布式光伏发电并网的优势
分布式光伏发电并网是指将电力转换设备与地区内电网进行结合，将光伏发电设备中的电能进行有效导出，以避免出现电力盈余问题，进而有效将剩余的电量进行高效的转换。现阶段分布式光伏发电并网的优势主要体现在下列两点。（1）市场化优势，能源的转换利用可有效降低地区内电力网络的运营负担，例如，部分地区白天所采集到的电能可满足用户基本需求以外，还出现剩余现象，此类剩余电量如无法得到有效利用，则代表着能源本身的浪费。如果大型企业通过光伏发电设备来实现电能转换，但光伏发电设备本身的发电量并不足以保证企业的用电需求，这就造成能源供应短缺的现象。而通过分布式光伏发电并网，则可有效解决能源过剩或紧缺的现象，以达到基于市场化调节的能源供应模式。（2）成本优势。光伏发电本身属于一类的综合性系统，在前期设计、中期建设以及后期运维中，都将消耗大量的经济成本，如某一环节存在缺失现象，则无法令光伏发电设备在寿命周期内发挥出应有的价值。而通过光伏发电并网措施的施行，则可将两类或者三类光伏发电设备进行组合，这样可有效节约成本的投入，同时也可为电力能源的持续供应奠定坚实基础。
2分布式光伏并网技术要求
2.1有功功率控制
通过35kV、10kV并网的分布式光伏应具备有功功率调节能力，输出功率偏差及功率变化率不应超过电网调控机构的给定值，并能根据电网频率、电网调控机构指令等信号调节有功功率输出。通过380V并网的分布式光伏，若有向公共电网输送电量，应具备接受电网调控机构指令进行有功功率控制的能力；通过220V并网的分布式光伏可不参与有功功率调节。
2.2系统运行的稳定性
当分布式电源接入电网后，常常会出现不发无功与无功难以发出的问题。而如果配电网中具备的无功功率不足，将造成其电压的稳定性受到不良影响。通常情况下，电源功率的因数在0.98-0.99的范围中，但是在装机容量过大，并且无功功率不能满足需要的时候，就会影响电压的稳定运行，甚至导致系统电压的崩溃。过去的配电网中一般是根据受电型电网进行设置的，在光伏电站取代其作用之后，其运行特点出现了改变，并且如今电网故障的处理方式也不能依照过去的模式进行分析。
经过相关调查发现，光伏电站的接入电网后，整个系统的稳定性与适用性会随之下降，尤其在大容量的光伏电站中，其潮流的变化直接影响电网电压的调节，导致保护装置的整定操作更加困难。同时以电网的稳定性来看，需要确保光伏电站发挥电源的作用，但是现阶段尚且没有达到这一目标。
2.3光伏逆变器谐波分析
在微电网中，两个独特的相位和频率在逆变器的过程中，电子接口不可避免会产生一定频次的谐波，逆变器的输出波形取决于SPWM的具体过程、负载参数和逆变器的开关频率一起。这其中的规律很难用某个公式来具体定量的进行描述。在实际的设计过程中，对于逆变器和滤波器的组合通常将逆变器安排在滤波器的后面，并且通过感应系数和电容的调节使其较高的振动频率和较低的旁路阻抗相匹配，从而消除逆变器中的谐波电流，如果确定了最合适的额定指标，则变压器正在运行在正常情况下可以检查电流的失真率，如果光线较弱，光伏电池产生的电流减小，则失真率增大。
2.4对电力平衡调整的影响
增加了负荷预测的难度。目前绝大多数分布式光伏，尤其是380V及以下分布式光伏向电力调控机构上传的运行状态信息十分有限，处于“盲调”状态，不可观、不可测、更不可控。因分布式光伏以就地消纳为主，不计入电网统调发电出力；分布式光伏发电相当于在“削减”电网的统调负荷，而分布式光伏出力的不确定性增加了负荷预测的难度。目前对分布式光伏的功率预测及实时出力情况的掌握多采用数据拟合法。根据该地区的集中式光伏与分布式光伏装机容量占比、集中式光伏的出力预测和实时出力情况来预测分布式光伏的信息，存在计算粗略、精度差的缺点。增加了电力平衡调整的难度。目前随着分布式光伏装机容量的不断增长，在中午光伏大出力时段，对电网的“削峰效应”愈加明显，相当于分布式光伏削减了电网的中午高峰负荷，增加了电网午后调峰的难度。在春节等典型节假日时段，如遇晴好天气、光伏大出力工况下，电网午后低谷负荷甚至会低于后夜低谷负荷，电网降备用严重不足，电力平衡形势十分严峻。
2.5电网调控运行
在每年的夏季都会迎来用电的高峰期，会使电网的运行出现很多新的变化，尤其在午后的时间，电网的出力也十分紧张，这个期间由于温度较高、负荷需要也多，使火电机组的运行压力很大，而日照强度的增加，也会使光伏电站需要承担的负荷增加。光伏电源的持续增加使电网的运行受到了极大地挑战，在现阶段的配电网中，新接入电网的光伏电站工作人员对于调控的手法也相对陌生，甚至EMS系统还不能发挥作用，增加运检人员的工作难度。因此，需要在现有基础上，提升相关工作人员调控与技术能力，才能在电网运行期间可能发生的问题进行合理有效的解决。
3应对策略与展望
分布式光伏的数量多、分布分散、运行感知特性差是造成目前对电网不利影响的主要原因。从电网主网安全运行的角度来看：大规模“不可观、不可控”的分布式光伏并网主要影响电网的电力平衡调整。近期应首先着力建立准确、可信的分布式光伏功率预测和实时出力模型，以准确反映分布式光伏的运行工况，为电力平衡调整提供有效支撑。从配电网安全稳定运行的角度来看：配电网设备的信息互联互通、状态智能感知，随着当前泛在电力物联网、5G、人工智能等技术的快速推进，有望逐步实现；加快配电网设备的智能化升级有望消除分布式光伏对配电网的不利影响。
结语
分布式光伏发电并网则是将独立的自发电网络进行有效整合，然后将电力资源进行集中分配，其有效提高电力企业运行效率，为电力用户提供更为优质的电力服务。
参考文献：
[1]刘东岐.光伏电站并网对配电网线损率影响的研究重点探寻[J].智能建筑与智慧城市,2020.
[2]王宝华.基于神经网络的并网光伏电站自适应距离保护[J].电工电气,2020(04):25-29.