张维志
国网河北省电力有限公司阜城县供电分公司 河北 衡水 053700
摘要：光伏电站运行对我国农村电网的运行存在一定的影响，在实际接入的过程中既有优势也有需要改进和提升的地方。相关工作人员要在明确其重要性的基础上，充分了解其组成特点以及在实际运行发挥的作用，运用自身的技能，不断提升我国农村电网的运行质量，从而进一步提升居民的用电质量。
关键词：光伏电站；农村电网运行；利弊
1分布式光伏发电
1.1基本原理
分布式光伏发电是指利用太阳能光伏组件吸收光电子，通过电力电子装置将太阳能转换为交流电能。整个系统主要由太阳能光伏组件、并网逆变器、光伏并网计量箱、通信系统及监控系统组成。并网逆变器是光伏发电系统中的核心设备，主要由升压斩波器、并网逆变器、保护装置、滤波单元构成，将太阳能光伏组件产生的直流电经过压敏电阻直流防雷装置、直流EMI滤波单元、MPPT升压电路后，送入并网逆变器，输出的交流电经过电容滤波、交流EMI滤波单元后逆变为符合电网要求的交流电，再由光伏并网计量箱输出接入并网点。并网后，通过并网控制装置使太阳能光伏组件一直运行在最大功率点处，与主电网一起为用户供电。
1.2制约因素
分布式光伏发电具有简便灵活、适用区域广、维护简单等优点，但也受到了一些因素制约。（1）分布式光伏发电建设位置分散，在大规模并网接入时，配电网的调度和控制难度很大，影响系统安全稳定运行。（2）分布式光伏电源受外界气候影响较大，由于天气和太阳高度的变化，光电板获得的太阳能也随之变化，因此光伏发电功率也随着天气和季节变化而变化。（3）分布式光伏发电并网系统含多个并网逆变器，并网运行过程中，逆变器输出随负载变化而变化，导致谐波产生，给电网带来污染。
1.3对农村配电网影响
农村分布式光伏发电并网是通过低压线路接入配电网，将光伏并网计量箱输出开关接入并网点。当农村地区有多个光伏发电接入主配电网时，配电网结构上发生改变，从无源辐射链式变成有源辐射链式，配电网系统易出现不稳定性。由于光伏发电的功率具有不可调控特性且配电网系统负荷不平衡，会出现电压峰谷差产生的电压波动与闪变，使配电网系统产生三相不平衡现象。同时有些农村地区处于偏远山区，离电站距离远，用电负荷分散，需长距离配电网输送电能，为了提高电能质量，加大建设分布式光伏发电站，导致接入的位置和容量大小不确定，造成电能分布不均衡，使整个配电网系统不稳定。在多个光伏发电并入配电网时，薄弱的配电网系统很难承载，对农村配电网的运行和控制带来很大挑战。
2光伏电站对农村电网运行的影响
2.1出力波动
光伏电站在运行过程中包含的很多因素可能会受到外界环境的影响，其中出力波动主要受日照影响。而光伏电站有功出力有一定的变化性，此时就需要加强火电旋转强度[2]。例如，陕西某山区光伏电站装机具有较大的容量，在日照条件良好的情况下是主变上送型电网，但是在日照不充分的条件下，会成为受端电网，此时火电的旋转备用就十分重要。在农村电网规划建设的过程中，也需要充分考虑不同地区的电网负荷特点，并分析和掌握电源的开机模式，尤其是径流式小水电与光伏等类型的电源种类。如果没有加以重视往往会造成使农网电力工程的开展存在一定的隐患，对于之后的建设工作也产生不利影响。关键在于工作人员对于技术的要求没有达到标准，同时对自身的工作要求不高，使电网运行难以发挥其真正的价值。另外，光伏电站的并网电压还要选择适当的电压量，通过电网运行成本以及耐用性等方面分析光伏电站的输送情况。
2.2电压的波动
光伏电站与传统的电厂在很多方面存在差异，尤其是对于电压的调整。当光伏接入农网之后，可能会影响农网对电压的控制。主要是由于我国现阶段的光伏电站功率因数都不高，难以实现对电网无功的支持作用。同时光伏发电的过程中，会受到日照条件的影响，发生电网潮流的改变，不能调控电网的无功。导致农村区域电网电压的波动幅度较大，并且调整工作十分困难。虽然大多数光伏电站已经配备相关补偿装置，但是其动态容量有限，并且在无功补偿装置的调度还不完善。一旦电网的运行遭受较大的扰动，不能及时的进行有力的无功支撑。即使解决故障，也很有可能出现无功过剩的问题。因此，光伏电站的运行会影响到农村电网运行中电压的稳定性。
2.3电能质量
光伏电站中的并网变流器在实际运行中可能会出现谐波以及三相电流不平衡的情况，在输出功率不稳定的时候，会导致农村电网电压的变化。目前影响光伏电站运行的关键问题在于谐波。例如，一些光伏电站由于谐波过高，在日照不足的情况下会直接影响光伏的运行，同时在大容量的光伏电站中，即使单个的变流器中的谐波很小，当其串联或是并联后，送出的电流中带有的谐波也可能较大。另外，很多光伏电站都是采用无源滤波，并且由于光伏模块的的作用，无源滤波器中的电流也会形成谐振，扩大影响范围。
2.4农村电网备用容量
不同的电源接入农村电网时引起的波动不同，随着可再生能源发电装置的出现，人们对能源的使用提出更高的要求，同时在很大程度上促进智能化的发展。可再生能源的利用，将传统意义上的生产与消耗方式彻底推翻，而演变为生产方与消费方之间的双向体系。分布式电源在接入的过程中产生的波动主要是由风力、太阳能光伏等造成的，同时电源的输送功率属于随机的。在特殊的情况下可能需要进行全部投入或者切除。如果进行光伏电站的接入，还要在农村电网中配有备用电源，也就是火电机组的旋转，从而减少和避免分布式电源功率发生波动时的不利影响，确保农网运行的安全与稳定。保护功能是对于系统过电流的保护，拥有长延时、短延时以及短路瞬动三段保护作用，同时能够进行欠压保护。以智能型万能式断路器为例，其能够用于低压配电系统的保护开关，分析能力较高，能够为相关设备进行备点以及保护，其中脱扣器运用微处理器将保护功能提升，对于配电系统中的问题可以有效避免或是解决。
2.5系统运行的稳定性
当分布式电源接入农村电网后，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，光伏电站的接入农村电网后，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农村电网电压的调节，导致保护装置的整定操作更加困难。同时以农村电网的稳定性来看，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。
结束语
光伏电站运行对于居民的用电质量的提升有着积极地作用，在配电网中引入能够有效的缓解网损问题、减少农村用电投资压力。但是现阶段在接入农村电网中存在一定的不足。因此，为了保证光伏电站能够在农网运行中正常发挥作用，了解其构成以及实际影响并及时解决问题十分必要。
参考文献
[1]黄蕾.分布式光伏发电系统并网对农网馈线电压的影响及其保护[J].南方农机,2018,49(20):123-124.
[2]郭甜.武安电网农村分布式光伏发电并网电能质量分析[D].华北电力大学,2018.
[3]高普杰.分布式光伏电源接入中低压农配网的电网规划研究[D].华北电力大学(北京),2017.
[4]谢凯.微网在丽水新农村电网建设中的发展研究[D].华北电力大学(北京),2016.