分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)的電能質(zhì)量

1、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)的電能質(zhì)量摘要：隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和變革，社會(huì)各行各業(yè)對(duì)于電能的需求也日益 增長(zhǎng)，人們對(duì)于電能安全性和可靠性的要求越來(lái)越高。面對(duì)日益減少的能源資源 問(wèn)題，企業(yè)要想在激勵(lì)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中依舊保持有利地位，就必須要應(yīng)用電氣技術(shù) 的新工藝以及新設(shè)備，從而盡最大可能的使用清潔能源，滿足社會(huì)可持續(xù)發(fā)展要 求。分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)利用光伏組件，能夠?qū)⑻?yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能的分 布式發(fā)電系統(tǒng)，具有節(jié)能性和環(huán)保性以及經(jīng)濟(jì)性。但是也對(duì)配電網(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn) 生了一定的影響，因此需深入對(duì)分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行研究和分析。關(guān)鍵詞：分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；配電網(wǎng)；電能質(zhì)量一、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)

2、接入配電網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的影響分析1.1直流偏置問(wèn)題（1）直流偏置發(fā)生的原因。由于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)受到不同程度的主客觀環(huán)境 因素影響，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生不利的因素，如果控制電路中運(yùn)算放大器的零點(diǎn) 漂移以及驅(qū)動(dòng)電路發(fā)生不一致的現(xiàn)象從一定程度上來(lái)說(shuō)容易導(dǎo)致逆變器輸出電壓 產(chǎn)生直流分量的問(wèn)題。而此時(shí)當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)逆變器接入配電網(wǎng)時(shí)，就會(huì)將 直流分量也接入到配電網(wǎng)之中，此時(shí)就會(huì)使整個(gè)配電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生直流偏離的故 障問(wèn)題。（2）直流偏置問(wèn)題的危害。引起配電網(wǎng)電壓出現(xiàn)變化一般有以下原因：分布式 光伏發(fā)電系統(tǒng)的啟動(dòng)或停止、分布式光伏發(fā)電和分布式發(fā)電中的反饋階段電壓控 制下的系統(tǒng)設(shè)施之間互

3、相作用、分布式發(fā)電設(shè)備的輸出功率出現(xiàn)變化。通常情況 下，配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都是輻射狀或單向潮流，將分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng) 致使配電網(wǎng)線路之中的無(wú)功功率和有功功率發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致配電網(wǎng)當(dāng)中的線 路潮流大小與方向也發(fā)生了相應(yīng)的變化。當(dāng)安裝分布式發(fā)電的容量和位置不一樣 時(shí)，有可能導(dǎo)致分布式發(fā)電的節(jié)點(diǎn)負(fù)荷低于輸出功率的情形出現(xiàn)，造成反潮流現(xiàn) 象的發(fā)生。不管是太陽(yáng)能還是風(fēng)能發(fā)電，均要受到天氣的影響，因而當(dāng)配電網(wǎng)中 并入分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)后，很難預(yù)測(cè)潮流的大小及方向。分布式光伏發(fā)電中電 源輸出功率的大小會(huì)隨太陽(yáng)輻射情況發(fā)生相應(yīng)改變，其受太陽(yáng)輻射的影響較大。 因而對(duì)配電網(wǎng)電壓的調(diào)節(jié)通常使用投切電容電抗器

4、，而對(duì)動(dòng)態(tài)無(wú)功的調(diào)節(jié)一般不 予配置相應(yīng)的設(shè)備。由此可以看出無(wú)法對(duì)負(fù)荷潮流加以預(yù)測(cè)是配電網(wǎng)中電壓調(diào)節(jié) 的難點(diǎn)，極有可能導(dǎo)致電壓超標(biāo)現(xiàn)象的發(fā)生。1.2諧波污染問(wèn)題（1）引起諧波污染的原因。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)后，由于逆變 器的開關(guān)管設(shè)置成了死區(qū)，因而會(huì)引起諧波污染。為了避免逆變器橋臂上以及上 下開關(guān)之間發(fā)生直通情形，通常在逆變器的控制開關(guān)處將其設(shè)置成了死區(qū)，此時(shí) 兩者均是關(guān)斷狀態(tài)，這時(shí)電感電流決定了逆變器的電壓。由此導(dǎo)致逆變器發(fā)出的 理想波形與實(shí)際輸出的波形存在一定的差異，這種差異就是方波，基波分量以及 諧波分量都包含在方波之中。并且開關(guān)頻率的整數(shù)倍數(shù)周圍會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的高 頻諧波。這就使

5、得電流會(huì)產(chǎn)生畸變或者電壓畸變。（2）諧波的危害。a.降低配電網(wǎng)輸電效率。在配電網(wǎng)線路中存在線路阻抗，諧波電流在配電網(wǎng)線路中的流動(dòng)負(fù)載線路阻抗上產(chǎn)生功率的損耗。在一般情 況下，配電網(wǎng)中不會(huì)存在較大的電流畸變。但是在分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)接入配電 網(wǎng)以后，其逆變器在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高頻諧波。而集膚效應(yīng)的存在，會(huì)使得 諧波阻抗比基波阻抗增加，因此造成功率損耗的增加，造成配電網(wǎng)中出現(xiàn)線損的 現(xiàn)象，降低了配電網(wǎng)輸電效率。b.增加電暈損耗。在配電網(wǎng)建設(shè)的過(guò)程中，大多 是通過(guò)架空線路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，架空線路會(huì)產(chǎn)生電暈。電暈的大小和配電網(wǎng)電壓峰值 有著密切的關(guān)系。配電網(wǎng)系統(tǒng)在正常運(yùn)行的情況下，電壓基波都不會(huì)超過(guò)電壓指

6、 標(biāo)的要求。在分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)以后，會(huì)產(chǎn)生高頻的諧波，諧 波的存在會(huì)使得電壓峰值超過(guò)額定值，從而產(chǎn)生電暈，增加電暈損耗。c.營(yíng)銷電 纜的使用壽命。在配電網(wǎng)中，很多的線路都是采用的電纜，諧波如架空路線一樣 會(huì)對(duì)配電網(wǎng)中的線纜造成影響，還會(huì)造成成配電網(wǎng)輸出電壓出現(xiàn)尖峰的情況。在 出現(xiàn)電壓尖峰的時(shí)候，會(huì)造成電纜絕緣層出現(xiàn)迅速老化的現(xiàn)象，并導(dǎo)致局部放電， 增加線纜溫度，直接影響到了線纜的正常使用，縮短了線纜的正常使用壽命。在 正常情況下，額定電壓越高，諧波對(duì)線纜的危害也就越大。配電網(wǎng)系統(tǒng)中的線纜 存在分布電容，當(dāng)線纜中電容和電感接觸后引起諧波，從而加重了諧波對(duì)電纜的 危害，在很大程度上

7、縮短了線纜的使用壽命。d.影響居民的用電安全。在居民的 用電中，存在計(jì)算機(jī)、熒光燈等大量諧波的家電用器，這些諧波會(huì)從配電網(wǎng)中的 零線中流過(guò)，而零線的導(dǎo)電的性能不強(qiáng)。如果有大量的諧波電流流過(guò)諧波時(shí)，就 會(huì)造成零線線路損耗，導(dǎo)線就發(fā)熱，從而導(dǎo)致導(dǎo)線絕緣老化，如果在嚴(yán)重的情況 下，導(dǎo)線還會(huì)出現(xiàn)絕緣失效的現(xiàn)象引發(fā)短路，從而會(huì)引發(fā)火災(zāi)等事故，直接威脅 到了用電用戶的生命和財(cái)產(chǎn)安全。二、對(duì)分布式光伏發(fā)電帶來(lái)的影響的應(yīng)對(duì)措施：2.1在做配電網(wǎng)規(guī)劃是要充分考慮分布式光伏發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行的影響，防 止孤島現(xiàn)象可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)、維修人員等造成的危害。2.2對(duì)光伏設(shè)備入網(wǎng)要嚴(yán)格把關(guān)。光伏發(fā)電裝置逆變器應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行國(guó)家

8、、 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的包括元件容量、電能質(zhì)量和低壓、低頻、高頻、接地等涉網(wǎng)保 護(hù)方面要求。2.3加強(qiáng)光伏發(fā)電站繼電保護(hù)設(shè)備的把關(guān)。分布式光伏發(fā)電的繼電保護(hù)及安 全自動(dòng)裝置配置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求，其技術(shù)條件應(yīng) 符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14285-2006繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程、 DL/T584-20073kV110kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程和 GB 50054- 2011低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。2.4加強(qiáng)無(wú)功配置管理，防止諧波對(duì)配電網(wǎng)的影響。(1)通過(guò)380V電壓等 級(jí)并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)保證并網(wǎng)點(diǎn)處功率因數(shù)在超前0.98至滯后0.98范圍內(nèi);(2)通過(guò)10

9、kV電壓等級(jí)并網(wǎng)的分布式發(fā)電系統(tǒng)的無(wú)功功率和電壓調(diào)節(jié)能力應(yīng)滿 足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，選擇合理的無(wú)功補(bǔ)償措施；分布式發(fā)電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償容量的 計(jì)算，應(yīng)充分考慮逆變器功率因數(shù)、匯集線路、變壓器和送出線路的無(wú)功損失等 因素；通過(guò)10kV電壓等級(jí)并網(wǎng)的分布式發(fā)電系統(tǒng)功率因數(shù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)超前0.95至滯 后0.95范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)；分布式發(fā)電系統(tǒng)配置的無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)優(yōu)先利用逆變器 的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，必要時(shí)也可安裝動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。三、總結(jié)隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)用電安全性和穩(wěn)定性的要求也越來(lái)越高。分布式 光伏發(fā)電技術(shù)作為一種新型的發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能到電能的轉(zhuǎn)換，在配電網(wǎng) 系統(tǒng)中得到了廣泛的運(yùn)用，促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和電力事業(yè)的發(fā)展。但分布式 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)并入配電網(wǎng)系統(tǒng)以后，也給配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行和配電網(wǎng)的 穩(wěn)定性造成了重大的影響，配電網(wǎng)質(zhì)量問(wèn)題也日益突出。同時(shí)，人們對(duì)配電網(wǎng)電 能質(zhì)量也越來(lái)越高，因此，加強(qiáng)對(duì)分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)后對(duì)電能質(zhì)量產(chǎn)生影響的分析，對(duì)于找出解決電能質(zhì)量問(wèn)題的辦法顯得尤為重要。參考文獻(xiàn)：陳煒，艾欣，吳濤，劉輝.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響研究綜述J.電 力自動(dòng)化設(shè)備，2013，02：