光伏发电并网对电网运行的影响及解决策略马敏
发表时间：2018-08-06T14:35:11.717Z 来源：《电力设备》2018年第11期作者：马敏
[导读] 摘要：随着社会经济的发展，我国对能源的需求不断增加，可再生能源发展已成为全社会共识。
（国网山西技培中心大同分部山西大同 037039）
摘要：随着社会经济的发展，我国对能源的需求不断增加，可再生能源发展已成为全社会共识。太阳能由于资源丰富、分布广泛、便于开发利用、清洁无污染逐渐被人类所接受和利用，光伏发电已成为当今最热门、发展速度最快的一种分布式电源，它对电力系统调峰、补充电源点不足、改善能源结构都有很大作用。但是在光伏发电并网时也会对电网的安全性、稳定性造成一定影响。本文主要阐述光伏发电并网对于电网运行的影响，同时提出相应的解决策略，希望能够对相关人士有所帮助。
关键词：分布式电源；光伏发电；电网运行；孤岛效应；解决策略
引言
随着光伏发电在电力系统中装机容量所占比例越来越大，它对电力系统规划、调度、控制的影响也引起人们极大关注。光伏发电呈现“规模化分散开发、低压接入、就地消纳”以及“大规模集中开发、中高压接入、高压远距离外送消纳”两种方式并存格局，对电力系统的影响无论从深度还是广度而言都将是深远巨大的[1~3]。开展光伏发电并网对电网运行影响的研究对于促进我国光伏发电的发展具有非常重要的作用。
1光伏发电并网简介
光伏发电是指通过半导体界面的“光生伏特效应”将光能转换为电能的一种发电技术。光伏发电系统的实现需要太阳能电池、控制器和逆变器的配合使用，将多个太阳能电池板（组件）按照不同的排列形式（进行串联、并联）组成太阳能电池方阵，在接收太阳能之后电压逐渐升高，达到系统输入的标准之后就会经过光伏组件将其转化成为直流电，经过直流配电箱汇流到逆变器，将直流电转换为交流电之后再经过交流配电箱提供给电网或者相关负载。光伏发电系统并网方式主要有分布式和集中式。分布式是相对于集中式来说的，其容量相对较小，分布比较广泛，自身带有负载，例如居民太阳能发电；集中式就是指集中建立起容量较大的电站，可以直接向电网进行供电，自身并不具有负载。
2光伏发电并网对电网运行的影响
2.1对供电可靠性的影响
首先是减轻光伏并网变电站供电的稳定性。如果单个变电站来接分布式光伏的容量较大的情况下，一旦其上级电路或者进线装置发生事故，由于其并网光伏的容量过大，就会分布成小系统运转，导致备自投等相关设备不能够进行科学的运转。而分布式光伏并网不具备调压和调频的功能，会加速小系统的瓦解和崩溃，从而使得电网和变电站的电力中断。其次是减弱光伏并网配电线路上其他使用者的供电稳定性。一些分布式光伏电站是与使用者供电网络或者公共配电网络相连接的，一旦电网发生问题，有源并网网络就会首先瓦解，这样会使得分布式光伏电站的公共线路故障机率增加，从而减弱线路上其他非光伏使用者供电的稳定性。最后是提升变电站事故后供电恢复以及设计维修的时间。很多光伏电站缺乏专职的操作人员进行值班，当故障解决完毕重新供电或者设计维修的实施，操作无法及时的展开，就会延长停电的时长。
2.2对电网运行控制的影响
因为光伏发电主要是利用太阳光，所以其会受到天气方面的影响而存在着很大的不确定性，这就使得电网在短期内对于负荷预测的准确性有所下降，同时也增加了传统模式下发电以及配电运行计划的困难，增加了对断面交换功率的控制。在光伏发电系统并入到电网后，就会造成电网中电源点数量的增加，并且这些电源点分布是没有任何规律的，电源点的单点规模也非常小，这些问题都对电源的控制增加了难度，也给电网的运行控制增加了难度。
2.3对配网接线方式的影响
根据分布式光伏并网的模式和等级，可以将其配电网络的模式划分为低压连接、中压馈线连接以及中压专线连接三种模式。不同于以往的分布方式，分布式光伏的连接扭转了配电网络潮流一直从上至下的配置模式，对于配网连接的模式产生了重要的影响：首先，使用用户专线模式或者T连接公共电线以提升配电网络连接的复杂性，随后，由于配电网络潮流分布的扭转就会导致传统配电网络自上到下供电性能减弱的设计方式，使得配电网络设计的难度提升。
2.4对电能质量的影响
在光伏发电系统中逆变器是最为基本也是最为重要的元器件之一，逆变器可以将直流电逆变成交流电输出。但是电力电子器件的大量使用，会对电力系统造成污染，影响供电的电能质量。逆变器开关速度变化会产生很多高次谐波，导致电原主输出失真，这些谐波流入到电网当中就会造成很多不良的后果，包括：降低电能生产、输送以及利用过程的效率，造成相应电气设备发热并且产生振动噪声，加速了电气设备的老化缩短其使用寿命，严重的情况会发生相应的故障或者是设备烧毁。
3解决策略
3.1加强光伏发电配电系统的科学规划
我们需要以分布式电源配电网规划及微网规划的理论研究做基础，明确光伏发电并网特点，对配电系统进行科学规划，创新调整。充分了解光伏发电的合理性、可靠性、优劣势，并通过对发电电源的配置情况分析，总结出其影响电网谐波、电压波动等状况的程度，通过对新型配电系统的理论和方法研究，在规划过程中确保配电网经济环保、安全稳定运行。
3.2电网运行控制
对于并网之前的配电系统来说，其调度以及监控等都是由电力机构统一进行管理的，原有的配电网结构属于无源的放射式，所以在开关操作方面、信息采集方面以及能源调度方面都相对比较简单。但是在光伏发电系统并入之后此过程就变得非常的复杂，要想有效控制电网的运行需要对光伏电站的发电情况进行远程监控，对于分布式光伏发电信息以及对象进行远程的监视，这样能够确保充分掌握并控制分布式电源的投入、退出以及功率的流动。
3.3规范管理制度
通过优化管理模式，对于并网运转的环节进行规范，以解决分布式光伏并网后所产生的间歇性、波动性等对于电网稳定运行的影响，