分布式光伏发电系统接入配电网相关技术分析_孙换春
对分布式光伏发电接入配电网的相关探究
王 飞桦 （ 国网江西省电力公司于都县供电分公司， 江西 于都 ３ ４ ２ ３ ０ ０ ）
【 摘 要 】 我国的传统发电系统主要是水力发 电 和 火力发 电， 而且火力 发电系统一直在我国 占据这主导地位 ， 火力发 电导致 的大气环境污染 已
经 越 来 越 严 重 的 制 约 着 我 国社 会 的可 持 续 性 发 展 。 分布 式 光 伏 发 电是 一 种 绿 色 的 发 电 方 式 ， 通 过 相 关设 备 将 阳 光 的 热 能 转化 成 我 们 日常 生 活 中应 用 的 电能 ， 是 一 件造 福 人 民 的工 程 。 本 文 针 对 分布 式 光伏 发 电接 入 配 电网 以 后 产 生 的 问题 及 影 响谈 谈 笔 者 的 一 些 看 法 。
候 产 生的 效 果 是 成 辐射 状 发 散 的 结 构 。
２ ． ４ 系 统 电能质量
供 电 系统 的 电 压 产 生 波 动 的 原 因 通 常是 在 还 没 有 接 入 分
两种 主 要 的 形 式 ； １ ２ 集接 入 式 一般 是在 光伏 发 电规 模 比较 大
的情 况下 使 用 的 ．通 过使 用 光伏 逆 变 器 和 交 流路 线将 电 流会 布 式 光 伏 发 电 的 分 布 式 电 源 时 产 生 的 电压 波动 ．这 种 波 动 主 给 予低压母线 上 ． 采 用 升 压 变压 器 升 到 ｌ Ｏ ｋ Ｖ． 利 用 专 门的 线 路 接 入 变 电站 ］ Ｏ ｋ Ｖ母 线 或 开 闭站 ／ 环 网柜 等公 共 配 电设 施 。
伏 发 电 系统 可 以通 过 观 察 网损 微 增 率 来 判 断 电 网 系统 在 运 行
过 程 中的 网损 情 况 ， 通 过 相 应 的 情 况 布 置 相应 的优 化 措 施 ， 从
配电网中分布式光伏发电系统接入的技术探讨
配电网中分布式光伏发电系统接入的技术探讨发表时间：2017-12-29T21:27:14.990Z 来源：《基层建设》2017年第28期作者：吕晨旭1 潘晓军2[导读] 摘要：随着经济的快速增长，人们越来越重视对结构的认识，在新能源的开发与利用过程中，分布式发电技术也得到迅速的发展。
1.国网山西省电力公司忻州供电公司山西忻州 034000；2.国网山西省电力公司忻州供电公司检修公司山西忻州 034000摘要：随着经济的快速增长，人们越来越重视对结构的认识，在新能源的开发与利用过程中，分布式发电技术也得到迅速的发展。
目前，我国大力发展太阳能光伏产业，所以，包括光伏发电技术在内的可再生能源的发展已经是我国实施可持续发展，保护治疗环境污染，积极应对世界性气候变化的必然选择。
分布式光伏发电以分散的方式接入配电网，建设工序简单，在保护环境方面效果突出，出现用电高峰时，光伏发电在一定程度上减少用电紧张，并且就近视式的设计能有效降低传统电力运输所发生的电力损耗。
本文主要就对分布式光伏发电系统接入配电网相关技术分析。
关键词：配电网；分布式光伏发电；系统接入技术1、分布式光伏发电系统的相关阐述1.1分布式光伏发电系统的概念分布式光伏发电是指在用户端利用已有的建筑物屋顶等空闲地方，遵循就近发电，分散分布的特点，配备光伏发电设施，用户端自发自用，多余的电量可以用来上网。
分布式光伏电站通常情况下建设在用电紧张的地区，输送的电量主要是就地使用。
目前，我国的分布式光伏发电系统的发电总量还不是很大，但是随着国网公司《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》的正式发布，必将进一步推动分布式光伏，在新的政策的刺激下，并网光伏发电系统总容量以及总数量都势必会大量增加，会有大量的分布式光伏接入配电网。
1.2分布式电源相关概念分布式电源通常认为是在负荷附近安装设置的发电设施。
可以直接满足电力系统和负荷用户的特殊需求，既可以独立运行发电并配电，保证用户的基本需求，也可以接入主线，一同对客户进行供电。
分布式光伏并网对配电网的影响及解决措施分析
分布式光伏并网对配电网的影响及解决措施分析当前，我国能源与经济发展之间的矛盾日渐加深，因此，提出了节能减排的口号，以此减少对不可再生能源的依赖，使用可再生的新能源进行生产运行与活动。
我国的供电局势一直处于供不应求的状态，因此国家电网、供电单位提出了多方面的改进措施，例如西電东输、峰谷供电等，但是这仅能缓解部分供电危机，而采用目前应用效果极佳的分布式光伏发电技术，可以保证满足区域内所有用电群体的用电需求，确保人们可以顺利开展各项活动。
标签：分布式光伏并网;配电网;解决措施引言近年来，在国家相关政策驱动下，分布式光伏电源在全国各地持续保持高速增长，随着分布式光伏装机不断增加，对电网运行的影响呈现“局部向全局发展、配电网向主网延伸”的趋势，对电力平衡、无功调节、电能质量控制、营销业务管控等提出了更高要求，给配电网调度运行带来了新的挑战。
1分布式发电概述随着分布式发电技术的逐渐成熟，越来越多的分布式电源接入到配电网中，其中分布式光伏电源以太阳光能作为能源，其丰富的能量来源及清洁的发电形式受到人们越来越多的青睐。
分布式光伏电源采用逆变器连接到电网，工作原理是在太阳光照射下通过光伏逆变器将光伏面板产生的直流电转换成与电网相同频率、相同相位的交流电。
与传统发电形式相比，分布式光伏发电有其特有的优势：（1）光伏发电设备结构比较简单，便于运输、安装、维护，建设周期短。
（2）发电能源清洁无污染，发电无需机械转动部件无噪声产生。
（3）发电所需的太阳光无地域限制，分布广泛。
2分布式光伏并网对配电网的影响2.1孤岛效应分布式光伏并网发电系统的孤岛效应是指与光伏发电系统连接的电网线路因故障停电时，客户端的分布式光伏发电系统没有及时检测出停电状态并脱离电网络，继续保持向所带负荷供电，形成公共电网无法控制的自给自足的供电孤岛。
发生“孤岛效应”会对配电网和用户产生严重的影响和危害，主要表现为以下四个方面：（1）威胁电网运维人员的人身安全。
分布式光伏接入对配电网系统的影响
分布式光伏接入对配电网系统的影响摘要：在将分布式光伏发电系统接入配电网后，其优点显而易见，但也对配电网系统造成了影响。
本文即分析了分布式光伏接入对配电网系统的影响，并阐述了其优化配置策略。
关键词：分布式光伏；配电网；电压；继电保护；优化配置分布式光伏发电技术的概念分布式并网型光伏电源主要由光伏电池阵列、逆变器和变压器组成，光伏电池发出的直流电经逆变器变为交流后，经变压器升压或直接并入电网，实现配电系统从单电源辐射型放射状结构到多单元结构的转变，这时潮流及短路电流的大小、流向和分布特性都会作出相应改变，由此会带来一系列问题，如：电压调节、继电保护和孤岛运行等。
分布式光伏发电技术是一种拥有广阔发展空间的、新型的发电及能源全面利用的方式，倡导以就近发电、就近并网和就近使用为原则，其特点就是对环境的污染小，输出功率低，能够帮助部分地区缓解用电紧张的情况。
分布式光伏接入对配电网系统的影响（一）对线路上潮流的影响配电网接入分布式发电系统后，其整个负荷分布情况都会相应改变，具体有三种情况：一是全部负荷节点的负荷量都比该节点处分布式发电输出量大；二是最少有一个负荷节点的负荷量要比该节点的分布式发电输出量小，但总的负荷量比全部分布式发电输出量大；三是最少有一个负荷节点的负荷量要比该节点的分布式发电输出量小，同时总的负荷量也要比全部分布式发电输出量小。
（二）对电压的影响1、影响稳态电压分布节点的电压被提升多少受两个因素影响，一是接进光伏电源的位置，二是接进光伏电源总容量大小。
2、影响系统电压波动在传统配电网里，有功负荷和无功负荷都会随着时间推移而造成系统电压波动。
沿着线路末端方向，电压的波动情况会越来越明显。
倘若负荷集中在系统末端周围，那么电压波动就会更大，通常来说要尽可能避免这种情况出现。
（三）对配电网继电保护的影响在分布式发电接入配电网以后，辐射式的网络就会转变成充满电源的用户互联网，配电网出现的根本性变化造成网络各机理以及保护定值均出现很大变化。
分布式光伏并网发电系统接入配电网的发展现状与研究
分布式光伏并网发电系统接入配电网的发展现状与研究摘要近年来，随着我国逐渐增多的太阳能光伏系统的并入，配电网原有的单侧电源树枝型拓扑结构受到了影响并产生了改变，对传统配电网的继电保护等策略产生了影响，使原有的保护无法迅速、灵敏、有选择性地执行。
因此，研究分布式太阳能光伏电源的配电保护问题，确保电力系统并网系统有能力精准并及时发现故障，并可靠的断开故障设备以排除故障，保障电网系统的正常运行，对电网调度的合理运行和提高电力系统运行的性能都有着重要的研究意义和市场价值。
关键词：分布式光伏系统；光伏并网；孤岛效应；引言随着社会的进步、经济的繁荣和科技的快速发展，现代电气电子设备尽管提升了我们生活的便利性，都是以大量能源消耗为前提条件，对电能的需求量也逐年增大，大量的传统石化能源消耗量激增。
传统能源由于不可再生，造成储能危机日益严重。
同时，其燃烧后带来的大气污染对人类的生存环境产生重大影响。
目前生产生活中的电力主要由煤、水等一次能源转变而来。
太阳能是理想的可再生清洁能源，取之不尽用之不竭，它不但不会对大气环境带来污染并且分布地域十分辽阔。
分布式发电(Distributed Generation, DG，也称分布式电源、分散电源)以其投资小、清洁环保、供电可靠和发电方式灵活等优点日益成为人们研究的热点。
研究并网后给电力系统带来的各种变化，明确其优缺点，发挥其积极作用，通过深入研究分布式电源并网策略来降低并网后对系统的负面影响。
为实现分布式光伏并网发电能够全面推广应用，给未来分布式光伏电源有效并入配电网提供指导原则。
1 分布式光伏并网发电系统接入配电网的发展现状目前发达国家的光伏系统发展较为快速，美国在前十年中光伏产业复合增长率达到65%，总装机容量接近74亿kW，日本以高效率的逆变器为核心，近年来将太阳能设立为国家重点项目，目前光伏发电总容量约66GW。
欧洲光伏协会持续刺激和开拓新能源发电市场，使光伏发电的商业化竞争在2020年形成规模。
分布式光伏发电系统在配电网中的接入方式的研究
分布式光伏发电系统在配电网中的接入方式的研究摘要：能源是现代社会生产中不可或缺的基本条件，随着环保问题的不断升级，采用新能源来替代传统能源变得越来越紧迫。
其中光伏发电具有清洁无污染、投资见效快等特点，是未来新型能源中的一个重要组成部分。
而分布式光伏发电是指在用户场地附近建设发电方式，它遵循因地制宜、分散布局、就近利用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。
但是大量的分布式光伏电源接入配网后，由于光伏电源发电特性及接入方式与传统电源不同，会对配网的各个方面造成不同程度的影响，这些影响与分布式光伏发电系统的组成部件和并网方式有着密切的关系。
本文就分布式光伏发电项目接入配电网中的方式进行研究和分析。
关键词：分布式光伏发电；配电网；接入方式1分布式光伏发电1.1分布式光伏发电概述从基本模式角度出发，光伏发电可以将其分为输电侧并网以及配电侧并网两种，输电侧并网主要应用于较大规模的发电站，将其中的电能集中并入电网，之后接受电网的统一调配，配电侧并网其发电规模小，发电设备产生的电能就近接入配电网，电能会直接被消耗。
分布式光伏发电主要是指配电侧并网发电，该模式在实际的应用中简单灵活，应用范围广泛，不需要过于复杂的维护，能够充分利用休闲区域以及屋顶等区域进行设备的建设和设计，不需要消耗过多的土地资源，在生态环境方面的影响非常小。
配电侧并网不存在有过于复杂的接入要求，其产生的电能主要供应本地负荷，不存在有输电线路电能传输等损耗，电能利用效率有显著的提高。
1.2分布式光伏发电引入配电网后带来的影响分布式光伏发电引入配电网后，会很大程度上改变配电系统，配电系统从之前的放射式无源网络转变为有源网络。
因为分布式光伏发电本身的波动性以及间歇性特点，很大程度上增加了配电系统管理和控制复杂性。
具体影响包含有以下几个方面：①会彻底改变配电网的规划和运行，包含有电压控制、无功补偿以及继电保护配合等；②需要重新考虑配电网自动化系统以及需求侧管理方面的方法以及内容；③做好分布式光伏发电在调度和控制方面的协调；④需要做好与分布式光伏发电有关的相关法律法规制定。
分布式光伏发电并网接入配网通信技术分析
分布式光伏发电并网接入配网通信技术分析摘要：太阳能作为一种清洁的可再生能源，随着利用太阳能光伏发电越来越普及，光伏发电势必会成为新能源的一个非常重要发展方向。
分布式光伏发电接入电网安全可靠的运行，需要有相应的监控系统对其进行实时的监测、控制和调度，同步配套建设一套覆盖广泛、适应性强的通信系统的需求也日益显现。
基于此，文章就分布式光伏发电并网接入配网通信技术进行简要的分析，希望可以提供一个有效的借鉴。
关键词：分布式光伏发电；并网接入配网；通信技术1.当前主流配电通信技术特点在当今主流配网通信技术中，主要分为光纤配网通信与无线配网通信两类。
光纤配网通信分为XPON、工业以太网交换机两类。
无线技术主要包括LTE专网和公网GPRS。
公网GPRS由于缺乏网络自主性，在电力配网要求专网、专线的前提下，逐渐淡出；无线LTE专网信号易受地形、环境等影响，系统可靠性相对光纤通信较弱。
因此，光纤配网通信将逐渐成为配网通信系统的主流技术。
表1各种通信方式的特点1.1工业以太网工业以太网不仅有着强大的以太网组网能力同时他的交换机方式通信协议也不是很复杂。
环型、树型、链型以及混合型等结构是工业以太网交换机的组网方式中的主要内容包括的类型。
建立于TCP/IP上的通信协议数据是配网的通讯数据，采集终端到配网自动化主站。
1.2载波通信电力电力线载波通信是指专门调制解调器的借助，并且对相关的信号进行调整将信号加载到现有的电力线中进行通信传输的技术。
电力载波通道能够依附配电线路从变电站至达配电站，同时配电载波网也具有很大的灵活性，能够依据不同的电网运行方式及时对通信网的结构做出改变。
1.3无线专网电力配网通信的必要补充是电力无线专网，WiMax、McWill、LTE 等几种是现有的主要技术。
3G 的演进技术则是LTE，被称为3G 与4G 技术之间的一个过渡，在3G的基础上加以改进并相对于3G增强了其空中接入技术。
在能够在宽带下20 MHz 频谱提供下行100 Mb /s 与上行50 Mb /s 的峰值速率。
分布式光伏发电系统接入配电网相关技术分析
Ｉ 耗 。 目前分布式光伏发 电在全 国处于发展
（ 输 出）最大 电流 、蓄电池 过充 （ 放 ）电保护
配合配 电网发展与建设的同时 ，如何最大程度
Ｉ ， 社会各界对分布式光 伏发电认知度不高，
： 需要在 项 目管理 、系统 设计研 发、设备安 并 网接入 和运行监管等 多方 面进行不断实 完善 。且 随着 电网的 日益复杂和 智能电网 涉 发展 ，对 光伏发 电系统并入配 电网的技
发 电系统接 入 配 电 网所要 求 的技 术 条件 和 要 求， 系统 总体 构成 及 系统 实现 的硬件和软 件技 术方案 ， 研 究 了 系统各 组成 部 分 的基 本原 理 及 实现 方 法，为 分 布式 光 伏发
电 系统 接 入 配 电 网 的 实 现 提 供 了
３分布式光伏系统接入配电网
分 布 式光 伏发 电系 统接入 配 电 网耍 研 究 两者之间的交互影响 ，系统应具备抑制 电压波
蓄 电池作 为 系统 的储 能 设备， 储存太 阳 动和 闪变 的能力，配备的保护装置 能确保系 统
能 电池 方 阵 受 光 照 时所 发 出 的 电能 ， 当 光 照 或 安全可靠 稳定运行。采用先进技术减少逆变器
Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ・ 电力电子
分布式光伏发 电系统接入配 电网相关技术分析
文／ 孙换春
在太 阳能 电池 Ｐ － Ｎ结两侧的 引出电极上接上 负
大 力 推 进 新 能 源 的 开发 利 用 ， 建 设 网 架 坚强 、开放 互联 、高度 智 能 的智 能 电 网是 未来 电 力工 业 载 ， 即有 电流 通 过 ，将 太 阳 能 转 换成 电 能 。
供 了理 论 指 导和 实 际参 考经 验 。
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Power Electronics ・
电力电子
Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 245
【关键词】太阳能 分布式光伏发电 配电网
近年来，随着社会和经济的可持续发展，世界各国都非常重视优化能源结构，在新能源开发利用方面大力推动分布式发电的技术应用与创新，而光伏产业是我国新能源产业发展的重要方向，因此大力发展包括光伏发电在内的可再生能源已经成为我国保障能源供应、治理环境污染、推动节能减排、应对气候变化的战略性选择。
分布式光伏发电以分散的方式接入配电网，易于建设且环保效益突出，在一定程度上可缓解区域局部用电紧张状况，并能避免大规模光伏电站对电网的影响及电网在长途输送中的损耗。
目前分布式光伏发电在全国处于发展初期，社会各界对分布式光伏发电认知度不高，因此需要在项目管理、系统设计研发、设备安装、并网接入和运行监管等多方面进行不断实践与完善。
且随着电网的日益复杂和智能电网的逐步发展，对光伏发电系统并入配电网的技术与要求也提出了新的挑战。
1 分布式光伏发电系统硬件设计
光伏发电系统设计要综合考虑负载性质、使用功率、当地纬度和太阳辐照量、日照时间、温度变化、蓄电池维持天数等各方面因素的影响。
系统由太阳能电池方阵、充电控制器、蓄电池组、联网逆变器、主（次）配电箱、公网计量表等组成。
1.1 太阳能电池组
目前广泛应用的太阳电池组件是结晶硅组件，制作太阳能电池最理想的材料高纯硅材料，当光照射到光伏元件上时，在基体硅材料上生成类型相反的掺杂层从而形成大面积的PN 结，在PN 结附近形成光生电场即光生电压。
分布式光伏发电系统接入配电网相关技术分析
文/孙换春
在太阳能电池P-N 结两侧的引出电极上接上负
载，即有电流通过，将太阳能转换成电能。
分布式光伏系统总体性能的最关键的问题是使系统能最有效地利用太阳能资源，因此在组件安装时应向阳光最充足的方向安装，安装倾角主要由安装地域的经度、纬度、最佳辐照量决定。
1.2 蓄电池
蓄电池作为系统的储能设备，储存太阳能电池方阵受光照时所发出的电能，当光照或太阳能电池组所发电量不足时释放电能。
在分布式光伏发电系统中，对蓄电池的要求主要与使用方式及当地气候有关，要综合考虑蓄电池
的额定容量、低温放电和充电性能、充电效率和深放电后的恢复性能、使用寿命、海拔、电池组内各单体电池的一致性，在选择时要保证
经济性与可靠性，选择合适的型号和容量。
1.3 充电控制器
分布式光伏发电系统中蓄电池因日照影响会频繁充放电，会出现过充电和过放电的现象，过充（放）电都会缩短蓄电池使用的寿命，光伏发电系统中使用充电控制器来防止过充（放）电对蓄电池造成的损害。
充电控制器通过控制太阳能电池组件向蓄电池充电的电流和电压，达到控制电池组件对蓄电池的充电，并控制蓄电池和太阳电池组件对负载的电能输出。
选择充电控制器时应注意系统电压、输入（输出）最大电流、蓄电池过充（放）电保护门限等参数。
1.4 逆变器
太阳电池组件在阳光的照射下产生的是直流电，而发出的直流电需要通过逆变、控制、检测、保护等过程才能并入电网，通常通过逆变器来实现。
逆变器的控制主板采集来自太阳电池组件产生的直流以及电网侧的电流和电压
采样信号，经过分析处理向驱动主电路发出控制指令，输出正弦波电流，从而实现并网发电。
1.5 配电设备和安全装置
配电设备是分布式光伏发电系统必不可少的组成部分，其包括母线和控制设备、保护设备、测量设备等用来接受和分配电能的设备，同时系统必须有防雷和接地设备以防止直击雷。
2 分布式光伏系统软件设计要求
分布式光伏系统的设计要对系统的运行
情况进行预测，分析系统的经济效益。
统计计算系统负载的用电量和功率大小，计算太阳能电池方阵组的安装倾角和表面辐射量，并对太阳能电池组件和蓄电池的容量进行计算以及对二者之间的优化匹配进行设计。
3 分布式光伏系统接入配电网
分布式光伏发电系统接入配电网要研究两者之间的交互影响，系统应具备抑制电压波动和闪变的能力，配备的保护装置能确保系统安全可靠稳定运行。
采用先进技术减少逆变器产生的电流谐波和直流分量，保证光伏发电系统的电能质量。
系统具有的孤岛检测技术能在紧急状态下快速切除故障，及时恢复供电。
通过采用新技术参数和控制标准，结合相关的政策和法规解决分布式光伏发电系统接入配电网后对配电网规划和配电网负荷潮流的影响，保证光伏发电系统安全、可靠、高质量运行。
4 总结与展望
本文对分布式光伏发电系统接入配电网的相关技术进行分析，提出了系统接入配电网的条件与考虑因素，为实现系统接入配电网提供了理论指导和实际参考经验。
随着智能电网的发展，未来的分布式光伏发电将通过与智能配电网的衔接，以智能化和网络化的协同在线控制为发展方向，实现高度自愈、网架坚强的智能配电网的发展。
而在配合配电网发展与建设的同时，如何最大程度发挥与实现分布式光伏发电系统的优势，还需在实践中不断摸索前进。
参考文献
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系统对电网的影响与对策[J].通信电源技术,2013(03).
作者单位
陕西省地方电力集团（有限）公司延安供电分公司 陕西省延安市 716000。