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摘要：随着经济和电力行业的快速发展，为顺应可持续发展的理念，可再生清洁能源逐渐登上了世界的舞台。光伏发电具有发电灵活、污染少等优点，因此越来越多的光伏发电应用于电网运行，然而其不稳定特性可能会影响配电网的电压质量，需要对其进行研究。目前，国内外众多学者对光伏发电并网进行了研究。对光伏发电进行了仿真建模；阐述了光伏发电的优缺点，仿真计算了光伏发电对配电网继电保护影响。以上述研究为基础，本研究针对光伏发电介入对配电网电压质量的影响，进行了建模及仿真分析。
关键词：光伏发电；配电网；电压质量；电压提升
引言
分布式电源在配电网并网后会使配电网出现电压波动程度变大的问题，给配电网的安全稳定运行及分布式电源的发展带来了不良影响。首先分析了分布式电源的出力特性，然后对分布式电源并网造成配电网电压波动影响的原理进行了相应的理论分析。
1分布式光伏电源影响配电网电压机理
单个光伏电池可视为PN节点，当它被太阳光激发时，会产生一个电子-空穴对。分布式光伏发电系统产生的电能一般不能直接供人们使用，需要通过多个环节进行转换和改进。分布式光伏电源出力影响并网线路潮流，改变线路的电压分布。一般地分布式光伏电源并网后配电网整体电压水平有所提高；光伏电源出力一变大，光伏电源接入的地方的电压就会成为这个部分线路电压最高的地方。如果配电线路的负荷比较小，然后他供电的范围也比较小，一旦接入光伏电源，就会让这条线路的一些地方的节点电压升高，就很有可能造成电压越限。
2光伏发电接入
2.1系统接入电网设计
国家能源局对6MW以内光伏电站实施电力业务许可豁免政策，项目不纳入电力业务许可管理范围。电站业主向当地电力公司申请，由电力公司出具并网方案即可并网。6MW以上的都必须由省电力勘探设计院出具接入方案，由电力公司召集专家进行评审才能接入电网。光伏并网逆变器输出电压为交流380V，根据并网点的电压确定升压方案，选择升压变压器。保护配置采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的保护配置，既可提供额定负荷电流，又可断开短路电流，并具备开合空载变压器的性能，能有效保护变压器。另外，接入方案中需要设置双向电能计量表，计量数据作为售电及用电的计量依据。由于哈密50MWp光伏电站项目地处哈密风电基地二期项目景峡区域风电场风间带内，该项目以多回35kV集电线路送至A风电场110kV升压站，与第一风电场A区、B区共用一个升压站。
2.2光伏电源并网典型方式
分布式光伏发电低压配电网的典型接入方式及特点如下。（1）380V接入公共电网配电箱。当光伏发电采取这种方式接入电网时，其接入容量一般不大于100kW。。（2）380V接入公共电网配电室。采用这种接入方式时，接入容量一般为20Kw-400kW。由于该模式并网容量大，不存在单相接入，在并网点安装单相计量装置即可。这种方法需要占用配电室或箱变的低压出口开关。若预留位置不足，可能造成设备改造或新增而增加费用。这种方式一般由集体用户应用。（3）380V接入用户配电箱。采用这种接入方式，其接入容量一般不大于400kW。由于这种方法需要优先考虑用户的内部负载，安装地址受用户的用电地址限制。（4）380V接入用户配电室。采用这种方式并网的接入点是用户配电室，并且事先要在电网连接点安装一个双向计量装置。
2.3储能设备对可靠性的影响
对电缆网可靠性的影响进行仿真，接入位置依旧选取在BUS6。随着风机与光伏系统并入容量的不断增加，系统的可靠性呈明显的正相关趋势，如当储能电池组达到10组时，风机系统的可靠性提高至99.9565%，光伏系统的可靠性提高至99.9553%，其他组数可靠性的变化规律也一致。由此可知，储能电池可以一定程度地提升电缆网系统的可靠性。对架空网可靠性的影响仿真，接入位置选取BUS9，，随着风机与光伏发电系统接入容量的增加，系统的可靠性也随之增大。当储能电池组为10组时，风机系统的可靠性提升至99.9153%，光伏系统的可靠性提升至99.9144%。由此可得，储能电池组可以适当提升架空网的可靠性。
2.4网光伏电站的逆变器选用
光伏组件装机容量确定后，需要依据容量选择并网逆变器。并网逆变器是光伏并网发电系统的核心机构，它的作用是将光伏阵列生产的直流电能转变成AC220V或者AC380V的电能，同时跟踪电网电能的电压、频率、相位等参数。日照变化的不稳定，会导致直流电流及直流电压的瞬时变化，逆变器通过跟踪最大功率技术，实现输出电能的稳定。另外，为了保证安全工作，逆变器还应具备一定的保护功能以及防孤岛效应的监测与控制功能。逆变器首先用传感器对交流电网的参数进行监测，然后将采样结果传送给微处理器的A/D转换器，处理器将处理结果与采样的电流信号进行对比，将得到的偏差经过PID调节后送到PWM脉宽发生器，保证汇入电网电流的功率因数近似等于1。为了实现对光伏系统最大功率点的跟踪，同样需要用传感器对光伏系统输出的电压和电流数据进行测量，将测量结果相乘即可得到光伏系统的输出功率，然后通过PWM调节输出占空比来达到跟踪最大功率的目的，在得到稳定的直流电后，再经过电力电子器件逆变转换和高次谐波过滤，经过电流源的跟踪控制后汇入交流电网。地势平坦的地面电站、屋顶电站等组件安装方向与日照均匀的电站一致，由于组件输出参数基本一致，应该选用集中式并网逆变器。而山地、丘陵地区的电站由于依地势而建，组件的朝向略有差别，每串组件的输出参数有所差别，应选用组串式并网逆变器，每一串光伏阵列对应一个逆变器，组串之间的差异互不影响，能最大程度地增加发电量。逆变器的功率按照组件容量选择即可。
结语
光伏并网电站的设计，涉及地理、气候、电气、机械、管理和政府财政等领域及部门。当光伏发电接入配电网时会产生电压提升，并且接入位置、接入容量均为产生电压提升的影响因素。（1）分布式电源并网后会使配电网电压波动情况加重，并网瞬间波动最大，并网点越靠近配电网馈线末端，并网后造成的波动越严重。（2）配电网电压波动程度会随着并网容量的增大而增大，两者近似呈线性关系，且分布式风电造成的电压波动程度要略大于分布式光伏。（3）多分布式电源的并网方式对配电网电压波动程度有较大的影响，大容量的分布式电源并网位置越靠近馈线末端造成配电网电压波动程度越大。分布式电源的接入位置越靠近电网末端，可靠性的提升幅度越大，并且配合储能设备也会提升系统的可靠性。
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