朱伟
苏州腾晖光伏技术有限公司 江苏省苏州市 215500
摘要：随着化石能源的不断消耗，光伏发电不断得到推广，光伏发电并网可能会影响电网的安全稳定运行。为此，首先描述了光伏发电的结构和典型的并网模式，然后建立了光伏电源接入模型并进行了仿真。结果表明，光伏发电接入配电网时会产生电压升高，接入位置和容量都是电压升高的影响因素。
关键词：光伏发电；配电网；电压质量；电压提升
引言
为了符合可持续发展的理念，可再生清洁能源已经逐步走上世界舞台。光伏发电具有发电灵活、污染少的优点，因此越来越多的光伏发电被用于电网运行。然而，其不稳定特性可能会影响配电网的电压质量，这需要进行研究。
目前，国内外许多学者对光伏发电并网进行了研究。文献[1]模拟光伏发电。文献[2]阐述了光伏发电的优缺点，并以一个实际配电网为例，模拟计算了光伏发电对配电网继电保护的影响。
在上述研究的基础上，本研究对光伏发电干预对配电网电压质量的影响进行了建模和仿真分析。
1光伏电源结构及并网典型方式
1.1光伏电源结构
(1)分布式光伏电池模块
光伏模块由多个光伏电池通过连接线串联和并联而成。由于单个光伏电池产生的功率有限，光伏阵列通常用于实际应用中。
(2)逆变器
逆变器是分布式光伏发电系统接入电网满足人们日常用电需求的关键设备。它的主要功能是将输入的直流电转换成交流电，然后输出。
(3)控制员
控制器可以控制光伏发电系统产生的能量方向。为了合理控制电池组的充放电次数，根据并联光伏组件的工作电流选择电流。
(4)蓄电池组
蓄电池可以储存光伏组件在光照下产生的电能[6]。电池有很多种，包括铅酸电池和镍氢电池，其中铅酸电池应用广泛。目前，由于技术尚未完全成熟，镍金属氢化物电池仅用于一些小型离网光伏发电系统。
1.2电网连接的典型方式
分布式光伏低压配电网的典型接入方式及特点如下[7]。
(1)380伏接公共电网的配电箱
光伏发电以这种方式接入电网时，其接入容量一般不超过100kW[8]。
(2)公共电网配电室接380伏
采用这种接入方式时，接入容量一般为20kW~400kW。由于这种模式的并网容量大，没有单相接入，因此可以在并网点安装单相计量装置。这种方法需要占用配电间或箱式变压器的低压出口开关。如果预留位置不足，可能会导致设备改造或增加，增加成本。这种方法一般由集体用户应用[9，10]。
(3)380伏连接到用户配电箱
采用这种接入方式，其接入容量一般不超过400kW。因为这种方式需要优先考虑用户的内部负荷，所以安装地址受限于用户的用电地址[11，12]。
(4)380伏连接到用户配电室
以这种方式接入电网的接入点是用户配电室，应提前在电网连接点安装双向计量装置[13，14]。
2光伏发电接入模式的建立
图1是典型的径向n节点配电网络模型。其中I为线路长度，S为接入负载，U0为头部端电压。
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3模拟结果及分析
模拟图1中的模型，节点数设为10，配电网电压等级为380伏，光伏电源接入前各节点电压值如图2所示。
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模拟不同的电源接入容量时，设置模拟参数。接入点选择为节点5，接入容量选择为8kW、40kW、72kW。结果如图3所示。从图3可以看出，光伏电源接入配电网时，节点电压升高，随着容量的增加，升压效果逐渐变大。
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对上述数据进行处理后，不同接入容量的各节点电压幅值数据如图4所示。从图4可以看出，随着接入容量的增加，提升明显。对于相同容量的分布式光伏电源，节点1至节点5位于其接入点的前方，节点的电压增量随着接近接入点而逐渐增加。
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模拟不同的电源接入位置，选择线路的前、中、后、端节点，设置为节点2、5、8、10。结果如图5所示。从图5可以看出，光伏电源可以提升整个配电网的电压。无论线路连接在哪里，都可以清楚地看到其接入点前各节点的电压变化曲线基本相同，说明其升压效果基本相同。
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通过处理上述数据，得到图6所示的各节点电压上升幅度变化。图6所示的结果与图4基本相同。综上所述，电源接入位置越靠近线路末端，对电压质量的影响越大。在实际工程中，经常使用它来连接中间和后面。同时，在接入位置不变的情况下，接入容量越大，对升压的影响越大。为了避免超限，分布式光伏电源的容量应尽可能与本地负载相匹配。
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4结论
光伏发电接入配电网时会产生电压升高，接入位置和容量是电压升高的影响因素。
参考文献：
[1]石泽,张赟宁.含有分布式光伏的配电网分区及主导节点的选择[J].电工材料,2020(1):37-40.
[2]谢峰.含分布式电源的配电网运行优化探析[J].电工材料,2019(4):40-43.
[3]苗友忠,李顺昕,雷为民,等.考虑用户负荷类型的含分布式电源的配电网可靠性评估[J].电力 科学与技术学报,2020,35(2):93-99.
[4]李建军,杜松怀,杨德昌.集中光伏电源接入对低压配电网电压的影响[J].智慧电力,2020,48 (4):21-27.
[5]袁方方,赵江信,郭宝甫,等.分布式光伏电源与配电网协调控制策略研究[J/OL].电测与仪 表:1-9[2020-05- 08].http://210.42.38.36:80/rwt/206/http/NNYHGLUDN3WXTLUPMW4A/kcms/detail/23.1202.TH.20200430.1610.016.html
[6]郑雅轩.含分布式光伏的配电网可靠性研究[J].山西电力,2020(2):18-21.