光伏发电接入对配电网电压稳定的影响研究

张帅帅

摘 要：光伏发电接入配电网时会对电网电压造成较大影响，本文着重研究光伏发电接入配电网后电网负荷特性，分析因光伏发电输出对电网电压波动造成的影响，仅供参考。

关键词：光伏发电；配电网；电压波动

近年来由于太阳能技术的不断发展与完善，在我国电力资源生产总值中光伏发电所占比例逐年递增，太阳能作为可再生的能源，其在未来的发展前景十分可观，再加之太阳能资源无处不在，光伏发电厂建设周期短，其未来在再生能源领域中的占比必将越来越大。分布式光伏发电简称PV，因PV能更好地贴近用户，且其灵活的配置特性和可靠的供电特性，使其具有非常高的社会效益和经济效益，鉴于此，我国相关部门在2009年颁布了“金太阳”政策。但要想让PV更好地发挥作用，我们就不得不考虑其接入配电网后对配电网电压稳定性的影响，如何妥善解决接入稳定性问题，是提高光伏发电应用技术的重中之重。

1 PV结构分析

PV装置主要成分为硅材料，其用半导体材料将太阳中蕴含的光能和热能直接转化成电能，典型的PV是由太阳能电池板、控制装置、电池、负载和变化器等组件构成。系统通过将光伏电池阵列产生的直流电输送至交流电网，其能量的转换与传输方式全部由逆变器完成。

2 影响PV接入配电网稳定性的问题及对策分析

PV极易受环境影响，电网运行时，当中低压电网接入高压电网时，并网会给电网系统带来较大影响，大电网在技术手段、接入标准规范、配电系统规划等方面仍存在较多问题，这些问题都会成为干扰高中低电网配电稳定性的因素。

2.1 仿真技术研究

目前仿真技术仍是研究配电网稳定运行与安全控制的主要手段，PV并网方式较为特殊，其系统动态与稳态特性相比传统发电系统有很大区别，传统电网的分析工具难以胜任PV接入高电压电网的设计、规划和研究工作，再加之PV通过微网接入高压电网具有较强的复杂性，也增加了研究工作的难度。为真实有效地研究高中低电网的并网技术，建立PV特点研究试点是非常必要的，有利于解决传统试验研究工作中的不足问题，利于研发更加先进的仿真设备与技术。基于PV特性分析其在电力系统中建立PV及控制系统动静态模型，并与实际PV做对比，完善实际PV及控制系统存在的不足之处，使系统的仿真软件具备计算分析高中低电网并网的能力，为大电网与PV互相影响试验提供可靠的技术支持。

2.2 制定规范的技术标准

现阶段我国太阳能发电技术仍落后于发达国家，缺少自主研发技术是制约我国太阳能事业发展的重要因素，关于太阳能公共电网设计和接入标准等问题尚未妥善解决，致使我国太阳能发电技术远未达到成熟的标准。尤其是现行我国太阳能发电技术标准与规范主要针对并网设备制定，而没有相关制度约束和规定大电网接入大规模光伏发电应具备的技术条件与软件支持。为建立有序的太阳能发电产业链，将大自然赐予我们的宝贵资源发挥到极致，尽可能降低PV对公共电网的影响，全面开展太阳能发电介入公共电网的技术标准与规范工作势在必行。笔者认为，要想解决该问题，首先应研究PV控制的特性与技术参数，分析其接入大电网时能承受多大的干扰，并制定统一的标准，研究PV并网规模，分析无功率配置与电能质量技术指标，并制定健全的PV接入大电网标准，保障新型发电系统与控件接入时不会影响到大电网运行的安全性和稳定性。

2.3 科学控制电网的运行

因太阳能发电具有较强的不确定性因素，会降低电网短期内的预测负荷准确性，提高了传统发电的难度。PV接入配电网会增加配电网中的电源点，导致电源点的单点规模小而分散，增加了控制电源的难度，导致电压及武功调度无法适应接入需求，会影响配电网电压的安全性与频率稳定性，因此，PV接入配电网后会提高配电网控制运行的难度，给传统电源的控制运行造成困难。不仅如此，PV运行具有多样性与控制程度差异化明显等特点，随着我国太阳能发电工程增多与规模提高，逆变器谐波会导致配电网谐波水平持续提高，使PV铁磁谐振现象变得愈加不可控。鉴于此，笔者认为提升能源优化与经济管控方法是解决该问题的主要措施。优化PV接入配电网后能源优化方法能够提高配电网运行的安全性与经济性，使能源高效利用变成现实，具体操作时，技术人员应结合PV发电特点分析电网运行安全的优化控制可行性与经济性，从而最大程度的使可再生能源合理分配与应用。同时，应合理分配不同形式的能量，减少配电网中配电设备的损耗，确保电网运行的安全性与稳定性。分析电力系统安全性与稳定性离不开动态仿真与潮流计算技术，建立动力模型计算电网不同运行状态下不确定因素的发生率是较为可行的做法。随着PV应用愈加广泛，大规模的并网已势在必行，研究典型PV运行方式，模拟故障场景并对典型的故障加以修正，提高预测PV功率的准确性，在不确定性因素较多时制定切实可行的运行及发电计划，是确保光伏发电接入配电网电压稳定与安全的有效保障。

3 总结

环保和节能理念的诞生推动了光伏发电事业的不断发展，因光伏发电成本降低与技术成熟度不断提高，除经济法规与政策方面的问题外，如何提高光伏发电介入配电网后的安全性已经成为制约光伏发电事业发展的重要因素。各界应大力发展光伏发电技术，尽早攻克并网技术难题，主动出击探索并网易发生的安全隐患，引导并网工程有序发展，最大程度发挥可再生资源的优势，为子孙后代谋福祉。

参考文献

[1]许晓艳，黄越辉，刘纯，等.分布式光伏发电对配电网电压的影响及电压越限的解决方案[J].电网技术，2010，（10）：140-146.

[2]陈权，李令冬，王群京，等.光伏发电并网系统的仿真建模及对配电网电压稳定性影响[J].电工技术学报，2013，（3）：241-247.

（作者单位：国网河南沁阳市供电公司）