加强分布式光伏接入方案的电网安全
摘 要
本文对分布式光伏接入方案的电网的安全进行了分析，分析了分布式光伏接入方案对配电网的影响，提出了相应的措施，实现分布式电源优势最大化。避免对配电网的安全稳定运行造成危害，确保了电网的安全运行，实现了配电网与分布式光伏发电的协调发展。
【关键词】分布式光伏 接入方案 电网安全
当前，并网运行成为了光伏发电的主要发展方向，而在光伏电站规划与建设的过程中并没有考虑到光伏发电接入与电网之间的相互影响。电网的安全与稳定运行对于大规模的分布式光伏接入提出了新的要求。本文主要分析了分布式光伏发电的接入要求，分析了分布式发电接入对电网安全的影响并提出了相应的措施。
1 分布式光伏发电接入方式、接入原则
并网点的确定需要确保电源实现并网之后，一方面能够确保电力的有效的输送，另一方面要确保电网运行的稳定与安全。如果有一个以上电源并入公共连接点处时，要对这些电源从整体上进行考虑。要根据装机容量对分布式电源在并网时的电压等级初步的进行选择，参考标准如下：小于等于10kV接入220V；10kV～450kW接入380V；450kV～6500kW接入10kV。
2 分布式光伏接入对电网安全的影响及应对措施
2.1 电能的质量方面
2.1.1 对电能质量的影响
分布式光伏需要逆变器才能够实现接入，如果逆变器采用高频调制则会有谐波出现，在输出时，不能够对谐波放大的现象进行预测，更不用说有效治理；分布式光伏的输出功率在一定程度上有着不能够确定的特性，因此分布式光伏接入电网之后很可能会引起电网电压出现波动、闪边等情况。
2.1.2 解决措施
在接入方案的规划中配置电能质量治理装置。分布式光伏电站的接入点需要配备符合一定标准与要求的 A 类电能质量的在线监测装置，对电能质量进行实时监督。
2.2 电网的控制方面
2.2.1 对电网运行控制的影响
分布式光伏发电系统容易受到光照、温度等气候因素的影响，功率变化的不确定性比较大。分布式光伏发电接入电网后，大量的用户同时使用光伏发电系统进行供电导致了电网规划人员对于负荷的增长情况不能够进行准确的预测，因此系统调度、机组的计划等方面会由于上述情况而受到影响。太阳能发电具有一定的不可确定行，因此准确的电网短路负荷的预测非常困难。分布式光伏发电在电网中的比例越大，影响越明显。
在电网中接入分布式光伏发电会使电源点出现增加的情况，这些新出现的电源点具有不集中、规模不大的特点，这就导致了电源协调控制的难度增加，传统的无功调度等措施已经不能够满足需求了，将会给电网的安全运行控制带来影响。
2.2.2 解决措施
对各种气候因素对光伏电站输出功率的影响进行分析，在此基础之上建立光伏发电功率预测模型，通过该模型分析各种各样气候因素的影响，开展光伏发电功率预测技术。
电网电源规划的过程中要将光伏发电站的要求也考虑在内，要根据分布式光伏发电站的具体情况进行具有的分析，例如水电丰富、太阳辐照强的地方要大力发展分布式光伏发电；火电为主的地区，在光伏电站发展的过程中要配置一些设备或者其他发电机，使各类电源能够实现比较协调的比例。
光伏电站中配备用于储能的一些装置，既能够确保电网频率与电压的稳定，又能够最大限度地接纳光伏。
2.3 孤岛效应
2.3.1 孤岛效应的影响
分布式光伏发电系统的接入很可能导致电网由于谷中解列而出现停电的情况，在分布式光伏发电系统中并没有对应的检测方式对这些情况实现正确的选择，因此在停电情况出现之后，分布式光伏发电系统由于不自知而不中断对电网的供电，这样就会影响到与孤岛地区相连的用户供电质量。如果所出现的孤岛效应并不是有计划的，会对维修人员的安全造成威胁。
例如西班牙3MW光伏电站项目：采用3个逆变器厂家的多种型号小型光伏逆变器并联运行（如图1），在真实电网故障的情况下电站继续运行，后带负荷人为重现此现象。（各型号逆变器已通过认证，此事件已提交IEC组织）
2.3.2 解决措施
通过相关的方法对孤岛效应及时检测、发现，减少或者完全消除由于孤岛效应而带来的不利的影响。孤岛现象的检测方法包括被动检测方法、主动检测方法与故障信号监测方法三种。
被动检测方法指的是在电网断电的时候，利用逆变器输出端的电压频率、相位或谐波的变化对孤岛效应进行检测。这种检测方法不能够运用与光伏系统输出功率与局部负载功率平衡的情况下，被动检测方法会失去效果。
主动检测方法指的是利用逆变器的控制扰动方式，通过逆变器的功率、频率或相位等方面扰动来对孤岛效应进行检测。当电网出现故障的时候，这种由于控制逆变器而出现的扰动会在比较短的时间内进行累积，当这种扰动经过快速的累积达到一定程度之后就会超出原来所允许的范围，超出之就会导致检测电路被触动，由此就能够对孤岛效应进行有效的检测。
故障信号监测方法指的是电网自身会在故障出现之后发出控制信号，中断电网与分布式电源的连接。
3 总结
本文中主要分析了分布式光伏发电接入电网之后对电网安全的影响，通过对这些方面影响的分析，有针对性地提出了解决措施。能够发挥分布式光伏发电的优势，避免由于分布式光伏发电接入而导致的电网安全问题，加强分布式光伏接入方案的电网安全。
参考文献
[1]代燕杰.孙春艳.王晓泳.刘潇.杨杰.基于用户型分布式光伏发电并网系统的测试与分析[A].中国电机工程学会.2013年中国电机工程学会年会论文集[C].中国电机工程学会.2013：5.
作者单位
江苏省供电公司无锡供电公司 江苏省无锡市 214000
