摘要：目前分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的推廣工作在不斷加快，解決了一些供電實(shí)質(zhì)的問(wèn)題，可以保證在短時(shí)問(wèn)內(nèi)使短缺的電能得到彌補(bǔ)，并且還能節(jié)能和環(huán)保。但是光伏并網(wǎng)也引發(fā)了一系列的問(wèn)題，比如在電網(wǎng)中接入光伏時(shí)有可能改變潮流方向，進(jìn)而在某種程度上影響配網(wǎng)穩(wěn)態(tài)電壓。為了保證配電網(wǎng)內(nèi)部的電壓得以平衡的話，就需要采取綜合控制的方式。

1、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的分類

按照系統(tǒng)的集中程度和規(guī)模，可以將光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)劃分為兩種，即集中式光伏發(fā)電系統(tǒng)和分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)：前者屬于光伏發(fā)電站系統(tǒng)，該種系統(tǒng)通常應(yīng)用在光照充足的區(qū)域，采用集中創(chuàng)建光伏并網(wǎng)電站系統(tǒng)的方式，然后將產(chǎn)生的電能集中匯入到電網(wǎng)中，由于該種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)光照資源的要求非常高，受場(chǎng)地條件限制，并且對(duì)太陽(yáng)能的利用率相對(duì)較低。后者和用戶建筑物相結(jié)合，形成分散的屋頂式光伏發(fā)電系統(tǒng)，即用戶在屋頂放置太陽(yáng)能電池，通過(guò)逆變器把白天多余的電能售給電力企業(yè)，當(dāng)需要用電時(shí)再?gòu)碾娏ζ髽I(yè)進(jìn)行回購(gòu)。

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：首先，孤島保護(hù)符合相關(guān)性，采用抗島設(shè)備能夠準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是否存在孤島效應(yīng)，但是，隨著光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其發(fā)電容量占比逐漸的增加，將會(huì)延長(zhǎng)抗島設(shè)備監(jiān)測(cè)孤島效應(yīng)的時(shí)間，進(jìn)而對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生不良的影響。其次，純有功功率性，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)逆變器將產(chǎn)生的電能傳輸至電網(wǎng)中，采用電壓源電流控制模式，該種模式對(duì)輸出電流進(jìn)行控制，以此實(shí)現(xiàn)網(wǎng)點(diǎn)電壓的并網(wǎng)。因?yàn)槠漭敵龉β薀o(wú)限接近1，使光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)輸出的為純有功功率。再者，隨機(jī)波動(dòng)性，因?yàn)槭艿奖姸嘁蛩氐挠绊懀绻庹諒?qiáng)度、天氣條件以及溫度等，并且當(dāng)天氣、光照強(qiáng)度和溫度等條件發(fā)生變化后，其輸出功率會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)波動(dòng)的現(xiàn)象。

2、光伏并網(wǎng)的形式與輸入、輸出

2.1并網(wǎng)形式分析

從光伏發(fā)電來(lái)看，其并網(wǎng)形式主要分為兩種：第一，輸電網(wǎng)接入高壓線路。第二，配電網(wǎng)接入低壓線路。探究其本質(zhì)能夠發(fā)現(xiàn)，這兩種并網(wǎng)形式都能夠符合光伏發(fā)電的基本要求。需要指出的是，光伏電壓規(guī)模一般都較小，對(duì)于城市建筑上方，或者是農(nóng)村屋頂都可以安裝。

并網(wǎng)系統(tǒng)是由不同構(gòu)件組成，其中包括光伏列陣、變壓器、控制系統(tǒng)以及逆變器等，不同類型的光伏電源，代表了不同的性能，與此同時(shí)，控制能量傳輸和變換的方式也設(shè)置多種。

2.2輸入方式

根據(jù)輸入方式的不同，光伏逆變分為電流源和電壓源，其中，電流源主要作用就是能夠?qū)χ绷鱾?cè)的無(wú)功功率進(jìn)行儲(chǔ)存，此時(shí)的直流輸入較為穩(wěn)定，如果是有很大的電感接入系統(tǒng)的話，就會(huì)對(duì)之前的響應(yīng)速度減緩。而電壓源的主要作用就是緩沖功率，可以被當(dāng)作一種相對(duì)

比較特殊的儲(chǔ)能元件。分析當(dāng)前應(yīng)用情況，電壓源的光伏逆變系統(tǒng)屬于應(yīng)用最為普遍的。

2.3輸出方式

輸出控制方式主要分電流型和電壓型，對(duì)于電壓型模式而言，逆變器阻抗相對(duì)較低，標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制后就能夠輸出。這個(gè)時(shí)候，電網(wǎng)電壓直接決定并網(wǎng)電流以及輸出電源的整體質(zhì)量。而針對(duì)電流型模式來(lái)說(shuō)，逆變器阻抗高，對(duì)于電網(wǎng)電壓輸出影響不大，而且輸出電流也不會(huì)受電壓擾動(dòng)而造成較大影響，這能夠很好的提高電流質(zhì)量。在具體的仿真建模中，光伏并網(wǎng)選擇電流源輸出以及電壓源輸入的控制方式。

3、電壓所受影晌研究

光伏并網(wǎng)對(duì)配網(wǎng)電壓帶來(lái)的影響以北方某地發(fā)電系統(tǒng)作為例子分析，光伏發(fā)電中配電網(wǎng)以微網(wǎng)接人方式，該方式可以對(duì)配電網(wǎng)受到的各方面影響進(jìn)行判定。此時(shí)，操作人員需要對(duì)各個(gè)時(shí)間段的電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、系統(tǒng)穩(wěn)定性受到影響、電能質(zhì)量等情況都記錄好。經(jīng)對(duì)比能夠看出，受光照的影響，配電網(wǎng)功率上升最明顯的時(shí)候是在早上，

而中午的時(shí)候呈現(xiàn)最高，等到下午的時(shí)候，功率開(kāi)始下降，直到日落降為零。具體來(lái)說(shuō)，以下是光伏并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)產(chǎn)牛的影響。

3.1節(jié)點(diǎn)過(guò)電壓

受分布式光伏接入的影響，其會(huì)影響原有的節(jié)點(diǎn)電壓，進(jìn)而導(dǎo)致過(guò)電壓形成，在電網(wǎng)當(dāng)中接人分布式光伏的時(shí)候，電網(wǎng)中可以注入有功功率，這樣的話使得節(jié)點(diǎn)電壓所受影響也較大，并且.會(huì)升高的很快，直到超過(guò)電壓極限。例如，輻射式接線配電網(wǎng)設(shè)置較多的節(jié)點(diǎn)，而每個(gè)節(jié)點(diǎn)位置都能夠接入光伏電壓，對(duì)其來(lái)說(shuō)，只需要和任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)接入，饋線電壓都可以受到支撐，這對(duì)使整體電壓損耗減少是比較有利的，特別是在接近末端的位置，光伏電壓支撐作用更加明顯。

3.2電壓波動(dòng)頻繁

考慮到接人操作的影響會(huì)使得網(wǎng)內(nèi)電壓形成波動(dòng)，并目.波動(dòng)相對(duì)比較頻繁。通常時(shí)候，配網(wǎng)內(nèi)部的輸出功率和分布式光伏有直接關(guān)系，而且，外在環(huán)境對(duì)輸出功率的影響相對(duì)比較顯著，最常見(jiàn)的比如陰影效應(yīng)、云層變化以及光照周期等，這些都會(huì)對(duì)電壓波動(dòng)形成影響。光伏電站測(cè)試時(shí)，工作人員就相應(yīng)的繪制了功率變化的隨機(jī)曲線，通過(guò)觀察曲線可知，如果是配電網(wǎng)設(shè)置了輻射式的單電源接線，那么末端饋線波動(dòng)電壓就會(huì)最大化，由此可看出，光伏容量、饋線總長(zhǎng)度和電壓波動(dòng)之間具呈正比。

3.3母線電壓受影響

母線的接入會(huì)因?yàn)楣夥尤攵艿揭欢ǖ挠绊憽Ｈ绻f(shuō)接入配電網(wǎng)的光伏容量相對(duì)比較大，則母線也會(huì)顯示高電壓，這兩者波動(dòng)趨勢(shì)屬正比關(guān)系。在試驗(yàn)的時(shí)候，光伏短路容量大約是額定容量的1.5倍，此時(shí)電壓的抬升勢(shì)必影響光伏容量的大小。若是光伏容量接入比較大的話，母線電壓總量的變化趨勢(shì)呈現(xiàn)快速抬升，這樣就能夠得出，電壓抬升總量和光伏功率之間存在正比的關(guān)系，兩者波動(dòng)幅度也比較相符。

4、解決策略

電壓波動(dòng)解決思路：即并網(wǎng)接入之際，盡量要避免發(fā)生電壓波動(dòng)或者是電壓越限，對(duì)這樣的情況要?jiǎng)?wù)必控制。要想改善供電質(zhì)量，同時(shí)保證電壓的穩(wěn)定，無(wú)功調(diào)節(jié)的方式最有效果，而且也能夠從根本上解決問(wèn)題。有時(shí)，饋線要求接入的光伏系統(tǒng)其容量大，有關(guān)工作人員在明確點(diǎn)電壓的時(shí)候一定要檢測(cè)，如果條件允許，則需要干預(yù)逆變器之前的運(yùn)行方式。對(duì)于母線電壓，能夠通過(guò)對(duì)調(diào)壓設(shè)備的設(shè)置，確保適量電壓偏差，以此解決光伏接人造成升壓難的問(wèn)題。并網(wǎng)會(huì)對(duì)系統(tǒng)電壓形成干擾，然后使得電壓波動(dòng)較大，因此，工作人員對(duì)各階段的電壓波動(dòng)狀態(tài)要密切監(jiān)測(cè)，避免電壓超標(biāo)的情況出現(xiàn)。若光伏容量大，而且并網(wǎng)點(diǎn)的設(shè)置又相對(duì)較遠(yuǎn)，那么電壓所受干擾就比較強(qiáng)，鑒于此，工作人員能夠調(diào)整并網(wǎng)的方式，這樣一來(lái)，即使是把容量大的光伏電源接入，也不會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行造成很大影響。

5、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，受外界光照變化的影響，光伏功率也會(huì)改變相應(yīng)的特征，然后導(dǎo)致分布式光伏并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)電壓帶來(lái)一定的影響。所以，對(duì)此情況應(yīng)該探究其本質(zhì)，最直接的方式就是通過(guò)仿真驗(yàn)證了解配電網(wǎng)電壓波動(dòng)規(guī)律，然后提出解決措施，只有改進(jìn)并網(wǎng)結(jié)構(gòu)，才能使得配電網(wǎng)接入后確保安全運(yùn)行。

(朱亞平 南京中核能源工程有限公司  江蘇南京 210008)

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