分布式光伏并網(wǎng)接入對配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的影響

分布式光伏并網(wǎng)接入對配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的影響摘要：該文介紹了分布式光伏并網(wǎng)接入配電網(wǎng)型式，對南通地區(qū)分布式光伏并網(wǎng)接入現(xiàn)狀進(jìn)行全面的梳理，從配電網(wǎng)充裕性和安全性兩個(gè)角度對分布式光伏并網(wǎng)接入后對配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的影響進(jìn)行分析和總結(jié)，并提出應(yīng)對策略，全力提升配電網(wǎng)供電可靠性水平。

關(guān)鍵詞：分布式光伏；配電網(wǎng)；充裕性；安全性；可靠性

1分布式光伏并網(wǎng)接入現(xiàn)狀

1.1分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，又稱分散式光伏發(fā)電或分布式光伏電源（以下稱分布式光伏電源），是指在用戶現(xiàn)場或靠近用電現(xiàn)場配置較小的光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，以滿足特定用戶的需求，支持現(xiàn)存配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，或者同時(shí)滿足這兩個(gè)方面的要求。

1.2分布式光伏電源并網(wǎng)

根據(jù)國家電網(wǎng)公司印發(fā)的分布式電源并網(wǎng)相關(guān)意見和規(guī)范（修訂版），分布式光伏電源可以通過380（220）伏、10千伏、35千伏系統(tǒng)并入公網(wǎng)。

1.3微電網(wǎng)

微電網(wǎng)是由分布式電源、儲能和負(fù)荷構(gòu)成的可控供能系統(tǒng)，可平滑接入大電網(wǎng)或獨(dú)立運(yùn)行，是發(fā)揮分布式電源效能的有效方式。微電網(wǎng)技術(shù)是分布式發(fā)電領(lǐng)域研究的前沿。

1.4南通地區(qū)分布式光伏并網(wǎng)接入現(xiàn)狀

隨著大量分布式光伏電源以10千伏（20千伏）、380伏和220伏接入配電網(wǎng)，改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式，使得配電網(wǎng)由傳統(tǒng)的單電源輻射式網(wǎng)絡(luò)變?yōu)槎嚯娫磁c用戶互連的網(wǎng)絡(luò)，從而對原有配電網(wǎng)的可靠性產(chǎn)生一系列的影響。

2分布式光伏并網(wǎng)接入對配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的影響分析

配電網(wǎng)可靠性定義為配電網(wǎng)系統(tǒng)按可接受的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和所需數(shù)量，不間斷地向電力用戶提供電力和電量能力的量度。配電網(wǎng)可靠性包括充裕性和安全性兩個(gè)方面，本文將從上述兩個(gè)方面對分布式光伏并網(wǎng)接入對配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的影響進(jìn)行分析。

2.1充裕性影響分析

南通電網(wǎng)位于蘇中電網(wǎng)東部，西部為泰州電網(wǎng)、北部為鹽城電網(wǎng)。伴隨近年來經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，南通電網(wǎng)正由電力送出型電網(wǎng)向電力受進(jìn)型電網(wǎng)過渡，逐步形成以500千伏為骨干網(wǎng)架，500千伏變電站和主力電廠為主要節(jié)點(diǎn)的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)。

2014年南通市全社會最大負(fù)荷為5605兆瓦，全社會用電量333.23億千瓦時(shí)；目前南通電網(wǎng)共有用戶336.96萬戶，變壓器容量44812.5兆伏安。

截至2015年上半年，南通地區(qū)分布式光伏并網(wǎng)總?cè)萘繛?35兆瓦，相對于南通地區(qū)最高負(fù)荷及電網(wǎng)容量占比較小，現(xiàn)階段南通電網(wǎng)有足夠的充裕度供分布式光伏并網(wǎng)接入。但由于優(yōu)質(zhì)屋頂資源和資金的相對集中使用，南通經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)、如東經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)等區(qū)域分布式光伏接入容量相對集中，對配電網(wǎng)運(yùn)行的影響需要引起足夠的重視，密切關(guān)注該區(qū)域的電網(wǎng)運(yùn)行情況，對新增分布式光伏并網(wǎng)接入需仔細(xì)校對和把關(guān)。

2.2安全性影響分析

2.2.1對檢修作業(yè)人身安全的影響

并網(wǎng)逆變器雖然具有防“反送電”功能。但是，理論上不排除在系統(tǒng)中的負(fù)荷功率主要由分布式電源供給，或系統(tǒng)負(fù)荷調(diào)節(jié)功能強(qiáng)大，在公網(wǎng)斷電、孤島形成前后分布式電源接入點(diǎn)的電壓或者頻率變化很小，以致沒有超出保護(hù)的整定值、孤島檢測失敗、形成了所謂的孤島檢測盲區(qū)，此時(shí)，孤島將可能形成。光伏發(fā)電孤島供電示意圖如2所示。

分布式光伏電源接入使配電網(wǎng)由傳統(tǒng)輻射式的單端網(wǎng)絡(luò)變成一個(gè)遍布電源和用戶互聯(lián)的多端網(wǎng)絡(luò)，電力潮流不再單向地從變電站母線流向各負(fù)荷，在計(jì)劃停電檢修的區(qū)域內(nèi)有可能會存在“孤島”運(yùn)行的分布式光伏電源，造成“反送電”，從而威脅檢修人員人身安全。如果不加強(qiáng)作業(yè)安全管理及采取安全技術(shù)措施，將對作業(yè)人身安全構(gòu)成嚴(yán)重影響。

2.2.2對配電網(wǎng)保護(hù)自動化的影響

（1）配電網(wǎng)保護(hù)方面：分布式光伏電源并網(wǎng)接口部分為基于電力電子技術(shù)的變流器，其特點(diǎn)決定了在外部電網(wǎng)故障時(shí)，光伏電源能夠提供的短路電流非常有限，一般不超過1.5倍額定電流，且持續(xù)時(shí)間非常短。在分布式電源容量滲透率較低時(shí)，其接入基本上對現(xiàn)有的配電網(wǎng)保護(hù)配置保護(hù)不會造成實(shí)質(zhì)性影響；當(dāng)分布式電源滲透率較高超過一定比例時(shí)，分布式光伏的接入將對配電網(wǎng)保護(hù)配置，特別是不帶方向電流型保護(hù)產(chǎn)生一定影響。

（2）配電網(wǎng)自動化方面：一是分布式電源在線路故障時(shí)可能會向故障點(diǎn)注入故障電流，直接動搖了依照單電源饋供方式考慮的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)故障區(qū)段判別及進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的基礎(chǔ)，可能導(dǎo)致對故障區(qū)段的誤判，合理的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)更無從談起。

2.2.3對電能質(zhì)量控制的影響

對電壓的影響：集中供電的配電網(wǎng)一般呈輻射狀。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)下，電壓沿饋線潮流方向逐漸降低。接入光伏電源后，由于饋線上的傳輸功率減少，使沿饋線各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的電壓被抬高，可能導(dǎo)致一些負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的電壓偏移超標(biāo)，其電壓被抬高多少與接入光伏電源的位置及總?cè)萘看笮∶芮邢嚓P(guān)。

注入諧波：光伏電源逆變器產(chǎn)生的諧波來源主要有2個(gè)：50赫茲參考基波波形不好產(chǎn)生的諧波和高頻開關(guān)產(chǎn)生的諧波。目前的研究表明，同類型的逆變器(內(nèi)在電路和控制策略一致)會造成特定次數(shù)的諧波疊加，不同類型的逆變器會相互抵消諧波的注入。

3分布式光伏并網(wǎng)接入應(yīng)對策略

3.1優(yōu)化接入設(shè)計(jì)，加強(qiáng)接入管理

公司相關(guān)設(shè)計(jì)部門緊密結(jié)合實(shí)際，開展分布式光伏接入電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)研究，針對現(xiàn)場碰到技術(shù)和管理問題開展了分布式光伏接入系統(tǒng)典型方案優(yōu)選技術(shù)研究，加強(qiáng)分布式光伏并網(wǎng)接入管理；依托經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所提供分布式光伏并網(wǎng)接入設(shè)計(jì)咨詢，為分布式光伏接入系統(tǒng)方案提供技術(shù)支撐，負(fù)責(zé)接入方案評審把關(guān)。

3.2細(xì)化并網(wǎng)驗(yàn)收管理

公司組織相關(guān)部門制定了相關(guān)并網(wǎng)驗(yàn)收規(guī)范，明確并網(wǎng)驗(yàn)收的具體內(nèi)容和參考標(biāo)準(zhǔn)，劃分了各相關(guān)部門職責(zé)，確保驗(yàn)收工作規(guī)范、高效開展，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的缺陷。同時(shí)建立了閉環(huán)管理系統(tǒng)，及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)收缺陷整改。

3.3完善運(yùn)維檢修機(jī)制

公司主要從管理層面解決光伏發(fā)電孤島供電引起的檢修安全隱患。在低壓配網(wǎng)檢修前，相關(guān)管理人員負(fù)責(zé)通知分布式用戶，拉開所有的分布式光伏發(fā)電，避免孤島現(xiàn)象的出現(xiàn)。結(jié)合配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)維管理要求，細(xì)化光伏并網(wǎng)定期巡檢、日常運(yùn)維檢修安全管理要求。

4結(jié)論

大力發(fā)展新能源是國家的重大戰(zhàn)略決策，也是我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的客觀要求，對推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)更有重要意義。近年來南通公司將通過有效的技術(shù)和管理手段提升電網(wǎng)消納分布式光伏的能力、確保配電網(wǎng)安全、可靠運(yùn)行，為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供“安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、高效”的電能。

參考文獻(xiàn)：

[1]威廉斯.配電系統(tǒng)規(guī)劃