国家电投集团内蒙古新能源有限公司
摘要：分布式光伏发电并网不仅能够满足用户家里的电力需要，而且可以将多余的电能并网国家电网，产生相应的经济效益，但是由于分布式光伏发电项目小，单一发电项目电压低，使得分布式光伏发电并网会对电网运行造成一定的影响，基于此，本文阐述了光伏发电的重要意义以及分布式光伏发电并网的工作原理与要求，探讨分析了分布式光伏发电并网对电网运行的主要影响，旨在保障电力系统的安全运行。
关键词：光伏发电；意义；工作原理；影响
光伏发电为社会发展提供了新式循环性能源，对于满足人们能源需求具有重要意义。其主要包括集中并网光伏电站与分布式并网光伏发电系统两种形式。分布式光伏发电最大的特点就是“就近发电，就近并网，就近转换，就近使用”，适合安装于各种建筑的屋顶。因此为了充分发挥其作用，以下就分布式光伏发电并网对电网运行的影响进行了探讨分析。
一、光伏发电的重要意义
随着光伏发电技术的发展及其成本的降低，光伏发电系统将逐渐实现替代能源的发展。太阳能作为自然界中一项可再生的能源，运用光伏发电可以有效缓解能源短缺带来的危机。在生产与使用光伏发电过程中，安全性较高，没有噪声，绝对干净。光伏发电并不会占据多大面积，也不会受到能源分布地域的影响，可运用建筑屋面优势。在分布式上，光伏发电可以确保用户正常用电，对于确保供电的安全性是一项良好的措施，也是提高供电企业经济效益与社会效益的有效方式。
二、分布式光伏发电并网的工作原理及其要求
1、分布式光伏发电并网的工作原理。分布式光伏发电系统分为独立光伏发电系统与并网型光伏发电系统，两类系统最大的不同是独立光伏发电系统要有储能的蓄电池，而并网的光伏发电系统可以不配备蓄电池，直接将电能输入就近的电网，省掉了对蓄电池储能和释放的控制过程，可以充分利用可再生能源所发出的电力，减小能量损耗，降低系统成本。而且并网发电系统能够并行使用电网和光伏发电系统的电能作为本地交流负载的电源，降低整个系统的负载停电的概率。同时，光伏发电系统与公共电网并网可以对公用电网起到调峰作用。分布式并网型光伏发电系统的工作原理是利用光伏组件半导体材料的“光电”效应，在白天阳光充足时，由光伏组件将太阳的辐射能装换成直流电能，通过控制器可将直流电能直接供给用户直流负荷，也可将直流电经并网逆变器输出交流电供给本地交流负载，多余的交流电能输送给电网，由双向计量表计量卖出电量，当夜晚或阳光不足时由电网向用户供电，双向计量表计量买入和卖出电量。然后根据卖出和买入的电量结算电费。
2、分布式光伏发电并网要求的分析。（1）光伏电站接入方式的要求。第一、并网点的确定原则为电源并入电网后能有效输送电力并且能确保电网的安全稳定运行。第二、当公共连接点处并入一个以上的电源时，应总体考虑它们的影响。分布式电源总容量原则上不宜超过上一级变压器供电区域内最大负荷的25%。第三、分布式电源并网点的短路电流与分布式电源额定电流之比不宜低于10。第四、分布式电源并网电压等级可根据装机容量进行初步选择，参考标准如下：8KV及以下接入220V；8～400KW接入380V；400～6000KW接入10KV。最终并网电压等级应根据电网条件，通过技术经济比选论证确定。若高低两级电压均具备接入条件，优先采用低电压等级接入。（2）光伏电站电能质量要求。分布式电源并网前应开展电能质量前期评估工作，分布式电源应提供电能质量评估工作所需的电源容量、并网方式、变流器型号等相关技术参数。分布式电源向当地交流负载提供电能和向电网发送电能的质量，在谐波、电压偏差、电压不平衡度、电压波动和闪变等方面应满足相关的国家标准。同时，当并网点的谐波、电压偏差、电压不平衡度、电压波动和闪变满足相关的国家标准时，分布式电源应能正常运行。
三、分布式光伏发电并网对电网运行影响的分析
1、对电网运行的影响。分布式光伏采用不同的并网方式会对配电网造成不同的影响，例如，如果采用离网运行的方式则不会对电网造成影响，如果并网但是并未输送功率会引起电压的波动，而如果采用并网且输送功率的方式则会产生多方面的影响。并且光伏发电的不确定性降低了电网短期负荷预测的准确性，增加了传统发电和运行计划编制的难度，断面交换功率的控制难度加大。光伏发电系统接入公共电网，使电网中的电源点数量显著增加，且布点分散、单点规模小，增加了电源协调控制的难度。
2、对电能质量影响分析。光伏发电系统随着温度、日照、季节的不同具有波动性、间歇性等特点，并网后，对原系统中的电源结构进行了扩充，对电网会造成安全性和稳定性的影响，电网系统中的电能质量就不能得到保障，因此要进行协调配合。光伏发电由于现今处于起步阶段，规模较小，同时我国在光伏发电逆变技术上相较国外还有一定的差距，例如在并网逆变系统的电磁噪声和电磁兼容性问题上以及并网逆变发电系统的最大功率跟踪方面都有着不小的差距，这些都造成光伏发电并网影响电能质量，其影响主要体现在电压波动和谐动两个方面。随着国家加快推进分布式光伏的装机容量，并网的光伏发电会越来越多，从而使这种影响越来越明显，此外，分布式光伏接入的重要影响是造成馈线上的电压分布改变，其影响的大小与接入容量、接入位置密切相关。光伏发电产生的直流电需要通过逆变器变为交流电才能并网，在逆变时逆变器内的电子器件会产生一定的谐波污染，除了谐波污染之外还会产生项间电压不平衡等问题，在这之中谐波产生的危害更为严重。
3、对节点电压及线路负载率的影响。分布式光伏电源有可能会造成电压的波动和闪变。随着入射的太阳辐照度变化，光伏电源的出力也会随之变动，从而会引起局部的配电线路电压出现波动或者闪变现象。当其跟负荷改变叠加在一起时，波动效果会更强。此外，配电网接入分布式光伏电源后，馈线由原来平稳状态下电压随着馈线潮流方向降低变为沿馈线各负荷节点出电压被抬高，从而使得一些负荷节点的电压偏移超标。
4、对继电保护的影响。配电网大多为单电源放射状结构，通常是应用速断、限时速断的方式进行保护，这种保护是不具备方向性的。而当光伏发电并网后，并网后的功率会使继电保护范围缩小，会造成对电网的保护能力的减弱，更有可能是其他的部分产生问题时会波及分布式光伏的继电保护产生误动作，这些都会对电网的正常及安全运行造成极大的影响，会对配电网络的电能质量造成极大的影响。
5.对检修安全的影响。由于分布式光伏发电大多数情况下属于用户侧并网，一旦负荷与出力平衡时就会存在孤岛效应问题。当检修人员对整个光伏发电的电路进行检查和维修时，如果因为细节问题而没有及时发现和解决问题，便会使得电路在运行过程中，相关有效因素失效，给整个检修工作甚至工作人员带来较为严重的安全隐患。
结束语：
综上所述，分布式光伏发电并网技术是解决能源和环境问题的有效途径，大规模分布式光伏并网发电是未来有利用效能源的快捷方式，但其对电网运行、电能质量、继电保护等方面带来的影响不可忽视，因此对其开展分析具有重要意义。
参考文献：
[1]裴春娥.浅谈太阳能光伏发电并网技术的应用[J].科技创新与应用，2018（20）
[2]袁野等.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].科技经济导刊，2017（14）
[3]李建坤.光伏发电并网对电网运行的影响及解决策略[J].通讯世界，2017（06）
[4]黄亮.浅析分布式光伏发电并网对配电网的影响[J].名城绘，2018（02）