武奥12 王珍珍2
1山东大学电气工程学院，山东 济南 250061 2国网山东省电力公司聊城市茌平区供电公司，山东 聊城 252100
摘要：分布式光伏发电作为一种新型的能源利用方式，在国内外得到了广泛的认可和应用。它不仅具有商业开发的经济效益，而且能够带来社会效益和环境效益，具有良好的发展潜力。随着分布式光伏发电在电力系统中的大量增加，这就要求相关人员对分布式电力系统中大量光伏发电接入对配电网的影响进行分析和研究，并利用研究结果最大限度地减小分布式光伏发电对配电网接入控制的影响，提高配电网对大规模分布式光伏(PV)供电的接受程度，并给出结论。
关键词：分布式光伏接入；配电网电能质量；影响
1 分布式光伏发电简介
1.1 分布式光伏发电并网
配电网是指从输电网或地区发电厂接收能量，并通过配电网设施或逐步电压将能量分配给各种用户的网络。它由架空线路、电缆、铁塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容器、计量装置和一些辅助设施组成。一般采用闭环设计，开环操作，结构为径向。分布式光伏发电与配电网相连接，使发电与用电量共存于配电系统中。配电网结构由径向结构向多源结构转变，短路电流的大小、方向和分布特性发生变化。
1.2 光伏发电和分布式光伏发电
光伏发电是利用光伏电池直接将太阳辐射转化为电能。光伏发电是太阳能发电的主流，所以现在人们通常说太阳能发电主要是指光伏发电。分布式光伏发电(DPV)是一种光伏设施，它建在用户附近，以用户侧的自用模式运行。分布式光伏发电遵循因地制宜、清洁高效、充分利用当地太阳能资源替代和降低化石能源消耗的原则。
1.3 光伏发电系统组成
光伏发电系统由光伏阵列(光伏阵列由串联和并联光伏组件组成)、控制器、电池组、逆变器等组成。光伏发电系统的核心部件是光伏组件，光伏组件由光伏电池串并组装而成，直接将太阳能转化为电能。光伏组件产生的电源为直流，既可以使用，也可以通过逆变器转换为交流。光伏阵列产生的电能可以立即使用，也可以储存在电池等储能设备中，必要时释放出来使用。
2 负面影响
2.1 分布式光伏对配电网继电保护的影响
我国的配电网保护多为三相电流保护，馈线多为终端线路，直接向用户供电。当原有配电网接入分布式光伏发电后，配电网由单源、辐射式供电网络转变为多源系统网络，网络的潮流方向开始随机变化。传统的过流保护不能适应这种变化，还可能出现线路保护拒接或误操作的现象，大大降低了线路保护的灵敏度和选择性。
2.2 改变电压分布，可能出现电压越限和线路过载
分布式光伏接入配电网会引起配电网电压分布的变化，准确预测分布式光伏发电的输入、输出时间和有功、无功输出比较困难，给配电网线路的稳压和控制带来相对困难。传统配电网的稳压原理是基于从高压侧到低压侧的单向潮流。随着未来分布式光伏发电的增加，由馈线阻抗引起的电压降将使负载侧电压高于母线电压，从而导致电压上升和线路过载。特别是在当地负荷较小的农村电网地区，主要原因是农村电网架空线路直径小、长度长、阻抗相对较大，容易出现高压问题。
2.3 带来电压闪变、谐波、三相不平衡等电能质量问题
分布式光伏发电的输出功率受照明资源的影响是随机的，容易造成电压波动和闪变。分布式光伏发电(DPV)配备了大量的电力电子设备，如整流逆变设备。第一项的操作会产生某些谐波和直流分量,并向电网注入谐波电流,这将导致电压波形畸变,影响电能质量,导致不准确的测量仪器,增加负载,也导致电力系统继电保护、自动装置误动作,影响电力系统的安全运行。频繁的光伏发电机组启停会使配电网的潮流发生较大的变化，从而增加了调压的难度。大量的单相光伏发电系统会引起三相电流不平衡。
2.4 对网损的影响
分布式光伏并网后，配电系统将由原来的单电源辐射网络向用户互联和多电源弱环网络转变。潮流分布格局将发生根本性的变化。潮流分布的变化将不可避免地影响网损的变化。分布式光伏发电系统的损耗大小取决于分布式光伏发电系统的位置、容量、负荷以及分布式配电网的拓扑结构。
2.5 对电网效益的影响
进入分布式光伏系统可能会使配电网中的部分设备处于空闲或待机状态。当分布式光伏系统处于自用模式时，由于负荷小，与配电网相连的配电变压器和线路往往处于轻负荷状态，增加了配电网的成本，降低了配电网的效益。然而，分布式光伏系统由于布局不合理、配置不合理、管理监督不到位，容易造成运行损失大、经济效益低。
2.6 对配电网实时监控、调度、运行的影响
现有配电网的实时监测、控制和调度均由供电部门统一进行。目前，配电网络大多是放射性结构，信息采集、切换操作和能量调度相对简单。分布式光伏接入使这一过程复杂化，特别有必要监测和防止光伏接入后可能出现的”孤岛”现象。分布式光伏发电方式与主配电网分离后，继续向用户网络输送电能，形成“孤岛”现象。岛上的电压和频率不受电网控制。如果电压和频率超过限制，用户设备可能受到损坏。如果该岛的负载能力大于逆变器的能力，逆变器将过载，并可能烧毁。
在某些地区,由于普遍存在的分布式光伏(第一项)因素,一些第一项和调度终端之间的通信很弱,很难收集信息的电流、电压、有功功率和无功功率产生的过程中实时分布式发电,这并不有利于调度程序的正确决策。调度订单难以及时到达，电力混乱难以监测和控制。充分发挥相应的资源优势，带动当地经济增长，甚至加大电网的压力。
2.7 分布式光伏对配电网自动重合闸的影响
配电网故障率为80%-90%。重合闸的应用对提高系统供电可靠性、减少网络维护工作量具有重要意义。在辐射状配电网结构下，当暂态故障线路的电源快速恢复时，重合闸不会对配电系统造成冲击和损坏。分布式光伏并网配电网发生故障后，如果孤岛保护失效，分布式光伏并网配电网仍可向故障点提供故障电流。当重合闸重叠时，可能引起故障电流跳跃，在故障点重新点燃电弧，导致绝缘击穿，进一步扩大事故范围。
3 对分布式光伏发电带来的影响的应对措施：
1)配电网规划应充分考虑分布式光伏发电对配电网运行的影响，防止可能对系统和维护人员造成危害的“孤岛现象”。
2)对接入光伏设备的电网应进行严格检查。光伏发电装置的逆变器应严格满足现行国家和行业标准的要求，包括元器件容量、电能质量、低电压、低频、高频、接地电网保护等。
3)加强无功配电管理，防止谐波对配电网的影响。电压等级为380V的光伏发电系统连接时，节点功率因数应在0.98至0.98之间；连接10kV电压等级的分散式发电系统的无功功率和无功容量应符合有关标准的要求，应选择合理的无功补偿措施；计算分散式发电系统的无功补偿容量时，应充分考虑逆变器的功率因数、集电器回路、变压器和出口回路的无功损耗。连接10千伏电压等级的分散式发电系统的功率因数须由0.95至0.95连续可调。分散式发电系统配置的无功补偿装置应充分利用逆变器的无功功率调节能力，必要时可安装动态无功补偿装置。
4 结语
分布式光伏发电从能源属性上给社会带来新的希望，同时也对传统配电网系统带来一定的冲击和影响。分布式光伏发电与配电网自保护之间的矛盾应通过基础保护与通信网络建设相结合来解决。这种组合可以使新型配电网保护机构在满足新型配电网经济性和可扩展性要求的前提下满足保护电路功能。
参考文献：
[1]吴尤.小型分布式光伏电源大规模并网技术的研究与应用[J].中国新技术新产品，2017（24）：16-17.
[2]包党泉.分布式光伏发电并网对配电网的影响及对策[J].中国新技术新产品，2017（12）：71-72.