分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題

1、分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題摘要：太陽能資源的深入開發(fā)與利用使得電力系統(tǒng)中的分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)技 術(shù)得到了發(fā)展，光伏發(fā)電為電力系統(tǒng)帶來了全新的電源供應(yīng)，然而實(shí)際運(yùn)用中也 存在一些困難和挑戰(zhàn)，例如諧波問題、電壓閃絡(luò)問題等，為了使光伏發(fā)電的優(yōu)勢 功能得以發(fā)揮，就必須正視這些問題，并采取科學(xué)的解決對策，維護(hù)配網(wǎng)系統(tǒng)的 安全運(yùn)行。文章分析了分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)問題，并提出了相應(yīng)對策。關(guān)鍵詞：分布式光伏并網(wǎng)；系統(tǒng)運(yùn)行；存在問題；隨著傳統(tǒng)能源消耗量的迅速增加以及環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，充分利用太陽 能發(fā)電是可持續(xù)發(fā)展的重要措施。雖然分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)還存在一些問題， 但是分布式電源技術(shù)日趨成熟，國家

2、政策大力支持，分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用范圍 在不斷的擴(kuò)大。從長遠(yuǎn)的發(fā)展角度來看，分布式光伏發(fā)電作為集中供電不可或缺 的重要補(bǔ)充，必將成為我國未來能源領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向。一、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)存在的問題分布式光伏發(fā)電環(huán)保效益突出，是我國現(xiàn)在乃至未來重點(diǎn)推廣發(fā)展的電力生 產(chǎn)方式之一。近年來，光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速，加上政府大力推出相關(guān)政策，使 光伏發(fā)電不斷從大規(guī)模集中開發(fā)向分布式模式發(fā)展。但是，在分布式光伏發(fā)電推 廣的過程中還存在一系列問題，使光伏產(chǎn)能利用率并不高。1、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用面臨的問題。一是資源問題。屋頂資源是目前 分布式光伏發(fā)電發(fā)展面臨的主要問題之一。中國屋頂資源雖多，但滿足面積大

3、、 結(jié)構(gòu)好、承重強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)屋頂資源稀少。由于屋頂?shù)某兄睾徒Y(jié)構(gòu)都是預(yù)先設(shè)計(jì)好的， 所以不是所有的屋頂都符合電量自發(fā)自用90%以上的條件，這也阻礙了家庭分布 式光伏的推廣。二是項(xiàng)目融資問題。一方面，在實(shí)際操作過程中，企業(yè)普遍存在 對電站分享收益積極性不高、怕麻煩的心態(tài)，且企業(yè)繼存的問題導(dǎo)致屋頂光伏發(fā) 電系統(tǒng)存在一定的不確定性，也在很大程度上影響了投資者的信心。很多企業(yè)內(nèi) 部程序多、手續(xù)復(fù)雜，這也導(dǎo)致分布式光伏電站建設(shè)的推進(jìn)速度緩慢。另一方面， 對投資者而言，開發(fā)分布式光伏發(fā)電收益風(fēng)險較大。在脫硫標(biāo)桿上網(wǎng)電價+補(bǔ)貼 模式下，如果用戶的用電需求出現(xiàn)萎縮，發(fā)電方只能選擇余電上網(wǎng)，那么其整體 收益會大大縮水

4、。構(gòu)建長期、穩(wěn)定、低成本的融資渠道是分布式光伏發(fā)電發(fā)展壯 大的重要前提，投資和收益的不成比例使得融資一直缺乏吸引力。三是政策問題。 盡管近年來國家多次對分布式光伏發(fā)電給予政策支持，部分地方政府也出臺了各 自的補(bǔ)貼政策，但由于審批程序繁瑣、度電補(bǔ)貼政策不明朗、監(jiān)管不力、自有屋 頂產(chǎn)權(quán)較少等因素，分布式光伏電站仍未能得到很好的推廣應(yīng)用。2、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)對公網(wǎng)的影響。光伏發(fā)電系統(tǒng)可分為離網(wǎng)型和 并網(wǎng)型，不同的并網(wǎng)方式對公網(wǎng)的影響各不相同。離網(wǎng)型的分布式光伏發(fā)電對公 網(wǎng)沒有影響；并網(wǎng)型的分布式光伏發(fā)電會造成電壓波動。并網(wǎng)且向電網(wǎng)輸送功率 的并網(wǎng)方式，還會影響繼電保護(hù)的配置。以下主要分析并網(wǎng)型

5、分布式光伏系統(tǒng)對 公網(wǎng)的影響。（1）電網(wǎng)規(guī)劃的影響。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后會加大了其所在區(qū)域的 負(fù)荷預(yù)測難度。分布式電源的接入改變了既有的負(fù)荷增長模式，這不僅使配電網(wǎng) 的改造和管理變得更為復(fù)雜，還給電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)帶來不利的影響。（2）電能質(zhì)量的影響。分布式光伏發(fā)電的接入改變了饋線上的電壓分布，由于接入的電源點(diǎn)比較分散，規(guī)模又比較小，這在很大程度上加大了電源協(xié)調(diào)控 制的困難，對電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定和頻率安全等方面都造成了一定的影響。通過逆變 器接入電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的開停機(jī)以及發(fā)電站補(bǔ)償電容器投切都會對電 網(wǎng)帶來諧波污染，進(jìn)而影響電能質(zhì)量。在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)接入后，電網(wǎng) 的電壓波動與閃變

6、次數(shù)增加，常規(guī)電源對電網(wǎng)的調(diào)控能力也會相應(yīng)減弱，這對于 電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行控制是極為不利的。（3）繼電保護(hù)的影響。我國當(dāng)前的電網(wǎng)大多為單電源放射狀結(jié)構(gòu)，多采用 速斷、限時速斷保護(hù)形式，不具備方向性。分布式電源并網(wǎng)后，其注入功率會使 繼電保護(hù)范圍縮小，降低電網(wǎng)正常運(yùn)行的可靠性，在其他并聯(lián)分支故障時，會導(dǎo) 致安裝在分布式光伏發(fā)電上的繼電保護(hù)發(fā)生誤動作。（4）孤島效應(yīng)。孤島效應(yīng)是指當(dāng)電網(wǎng)由于電氣故障或自然因素等原因中斷 供電時，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)仍然向周圍的負(fù)載供電，從而形成一個電力公司無法控制 的自給供電孤島。孤島效應(yīng)對電網(wǎng)有很多危害，首先就是對電網(wǎng)檢修人員的人身 安全的威脅;其次是某些特殊情況下斷開公

7、網(wǎng)支持，將會損壞用電設(shè)備;再次電網(wǎng) 恢復(fù)供電之后因?yàn)橄辔徊煌揭饛?qiáng)大的電流沖擊。二、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)問題的解決措施1、健全分布式光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。研究分布式光伏并 網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)和控制特性及承受大電網(wǎng)擾動能力的技術(shù)要求與標(biāo)準(zhǔn)，研 究光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的規(guī)模、接入電壓等級、無功配置和電能質(zhì)量等方面的技術(shù) 標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)與規(guī)范分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)有序地接入電網(wǎng)，確保發(fā)電系統(tǒng)及其控制 設(shè)備不會對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成危害。2、建立計(jì)算全電網(wǎng)電壓波動的頻域分析方法。若光伏發(fā)電站接入的電網(wǎng)較 薄弱時，則在設(shè)計(jì)時需要選擇合適的并網(wǎng)點(diǎn)和電壓等級。為了分析發(fā)電站的功率 波動所引起的電網(wǎng)電壓

8、波動，需要區(qū)分發(fā)電站和電網(wǎng)其他部分產(chǎn)生的電壓波動， 建立計(jì)算全網(wǎng)電壓波動的頻域分析方法，通過對接入電網(wǎng)的電站進(jìn)行電流源等效， 將實(shí)際測量的電站的輸出電流分解為有限數(shù)量正弦波形后進(jìn)行分析。3、研究改進(jìn)監(jiān)測控制軟件。加強(qiáng)對配電網(wǎng)的實(shí)時監(jiān)視、控制、調(diào)節(jié)，原配 電網(wǎng)是一個無源的放射形電網(wǎng)，信息的采集、開關(guān)的操作及能源的調(diào)度相對簡單。 光伏發(fā)電系統(tǒng)的接入使此過程趨于復(fù)雜化，電網(wǎng)運(yùn)行需要監(jiān)視的信息類型和范圍 增加，需要協(xié)調(diào)控制的對象增加。此外，由于分布式光伏電站的加入，個別的配 電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)的潮流流向可能由原來的單向變?yōu)殡p向，這樣就需要對電能計(jì)量模式 從軟件端進(jìn)行修改。4、加強(qiáng)反孤島檢測。研究光伏并網(wǎng)系統(tǒng)孤

9、島檢測的方法，研究緊急狀態(tài)下 負(fù)荷切除和孤島劃分的優(yōu)化選擇技術(shù)，研究孤島運(yùn)行和聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的無縫切換控制 技術(shù)，研究光伏發(fā)電對配電網(wǎng)中短路電流大小、流向及分布的影響，以及含光伏 電站的配電網(wǎng)保護(hù)與控制技術(shù)，以保證故障的快速、可靠切除和及時智能地恢復(fù) 供電。另外還需加入遠(yuǎn)程控制，有效對光伏電站進(jìn)行檢測并控制。5、防逆流。低壓系統(tǒng)中如果光伏電站白天發(fā)出的電能遠(yuǎn)小于負(fù)荷需求時， 則不必安裝防逆流裝置。只有當(dāng)大于負(fù)荷需求時才會逆流，逆流流向同級的其它 負(fù)荷或流向上一級變壓器，會對變壓器造成沖擊，造成事故。GB/T 19939-2005光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求中6.8條規(guī)定，系統(tǒng)在不可逆流的并網(wǎng)方式下工作， 當(dāng)

10、檢測到供電變壓器次級處的逆流為逆變器額定輸出的5%時，逆向功率保護(hù)應(yīng) 在0.52 s內(nèi)將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。一旦電網(wǎng)供電回路出現(xiàn)逆功率現(xiàn)象，防逆 流保護(hù)裝置應(yīng)立即把光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中接入點(diǎn)斷開（接觸器）。若測量點(diǎn)（電流互 感器）逆功率消失，并且檢測到負(fù)荷功率大于某一合理門檻值時，防逆流裝置把 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)接入系統(tǒng)。光伏建筑一體化作為分布式光伏電站的一種存在形式，越來越受到關(guān)注。分 布式光伏系統(tǒng)接入配電網(wǎng)運(yùn)營后，改變了傳統(tǒng)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，從過去的無源電網(wǎng)轉(zhuǎn) 變?yōu)橛性措娋W(wǎng)。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能具有間歇性、不穩(wěn)定性等特點(diǎn)，必 然會對所接入配電網(wǎng)的電能質(zhì)量、潮流分布、短路電流、保護(hù)協(xié)調(diào)、孤島效應(yīng)、 光伏逆流等方面產(chǎn)