分布式光伏并网用户电能质量监测与分析

2018-10-16 10:59 [新能源论文] 来源于：互联网作者：互联网

导读：【摘要】分布式光伏并网发电系统现在已经被广泛的应用到实际生产中，但是将其应用到配网后，会在一定程度上对配电网的节点电压以及线路潮流等产生影响，为了保证用户电能质量，需要做好对分布式光伏发电技术的了解，并分析并网后对配电网产生的影响，选择合

　　【摘要】分布式光伏并网发电系统现在已经被广泛的应用到实际生产中，但是将其应用到配网后，会在一定程度上对配电网的节点电压以及线路潮流等产生影响，为了保证用户电能质量，需要做好对分布式光伏发电技术的了解，并分析并网后对配电网产生的影响，选择合适的措施进行管理，本文对此方面内容进行了分析。

　　【关键词】分布式光伏并网；发电技术；电能质量

　　光伏发电是现在应用中相对新型的发电技术，与传统火力发电相比，主要是利用光伏组件将太阳能转化为电能，整个发电过程更环保，能够更有效的达到节能降耗的目的。为满足社会生产对电力能源的需求，传统的发电技术逐渐不能满足实际需求，这样就为分布式光伏并网发电系统的发展提供了机遇，但是想要提高其应用效果，必须要针对并网对配电网造成的影响进行分析，并选择合适的措施进行优化，争取不断提高并网用户电能质量。

　　1 分布式光伏发电概述

　　分布式光伏发电作为一种新型的技术，主要是利用光伏组件，将自然界中丰富的太阳能转化为电能，是一种分布式发电系统，与传统发电技术相比其能够更好的满足配电网技术与经济要求。即利用串并联方式将光伏电池组装置成电池阵列，将太阳能转化成电能后，通过并网逆变器完成直流电与交流电的转换，同时可以以是否含有储能设备为依据，将其分为并网型光伏发电系统与不可调试并网光伏发电系统两种[1]。另外，此种发电技术还可以满足用户特定需求的供电设备需求，将其安装到用户附近或者现场，发电机组能够最大程度上实现与环境的兼容。从整体上来说，分布式光伏发电技术具有环保、输出功率小等特点，能够有效的缓解局部地区用电紧张的情况，具有很大的发展前景。

　　2 分布式光伏并网对配电网电能质量影响分析

　　2.1 配电网潮流影响

　　将分布式光伏并网接入到配电网后，其具有很强的随机性，进而会对配电网电能质量产生多方面影响，如对配电网潮流的影响。当分布式光伏并网接入后，会造成传统配电网潮流模式的改变，多电源随机功率注入，导致配电网潮流呈现随机特性，在对潮流进行计算时，必须要引入随机模型进行求解。

　　2.2 调度自动化影响

　　与传统发电技术相比，虽然分布式光伏发电可以直接将太阳能转化为电能，但是其发电过程可调性比较低，电能质量受外界因素影响比较大，会在很大程度上度对配电网的调度管理产生影响。并且，如果大范围的将分布式光伏并网接入到配电系统中，还会对配电网测量监控因短期负荷预测产生较大的影响，进而会对用户电能质量产生影响。

　　2.3 电压以及调整影响

　　当分布式光伏发电并网接入到配电网中后，会对配电网潮流产生影响，进而也会对配电网节点电压产生一定影响，接入到电网中的分布式光伏发电电源功率越大造成的影响也就越明显[2]。对配电网电压以及调整造成的影响，不仅仅限制了配电网对分布式光伏发电的消纳讷讷隔离，并且还会更大程度上对配电网电压调整以及电压稳定性造成影响。

　　2.4 电能质量影响

　　利用电子电力换流器将分布式光伏电源接入到配电网时，极有可能会出现电压偏差、谐波注入、电压波动以及直流偏置等问题。并且如果并网接入的光伏电源功率较大，受其分布特性影响，也会在一定程度上对电能质量的检测产生不良影响。

　　2.5 电网规划影响

　　在安排确定分布式电源安装位置时，基本上都是由电能用户来决定，将光伏电源并网接入到配电网中后，会在一定程度上对负荷预测方法的选择产生影响，并且还会导致负荷预测准确性发生变化。这无疑是在根本上对电网的规划产生了不良影响，降低了电网规划技术经济评估的合理性与准确性。

　　2.6 配电网可靠性影响

　　影响分布式光伏发电效率的主要因素为太阳辐射强度，以及发电环境温度等，因为光伏电源在根本上具有很强的不确定性，如果其中任何一个条件发生变化，都会对光伏电源产生影响。将其并网接入到配电网中，受外界因素影响，进而会降低配电网运行的可靠性，影响电网运行评价效果，需要重点做好对模型建立以及评估方法确定等方面的管理。

　　3 分布式光伏发电并网用户电能质量检测分析

　　3.1 电气接线图

　　我国居民用户分布式光伏发电系统的应用，很大一部分是由个人投资建设，即利用光伏发电技术的特点，将光伏发电系统设定在居民楼顶光照良好的位置。以我国首例居民用户分布式光伏发电系统为例，其由9块功率240W的太阳能电池板组成，并且配置有功率为2kW的逆变器，确定输出电压为230V，系统设计年发电量为2600kWh，全部用于自己使用[3]。将其并入电网确定一个并网点，选择单相接入的方式，电气接线图如下图（图1）。产权分界点为光伏发电系统与电网明显断开点K2处，将并网点确定在逆变器与产权分界点K2以及K3之间，并网电表设置在K2与K3之间。另外，对于关口计量表装置将其设置在产权分界点，常见的为居民单元集中表箱中。

　　图1 电气接线示意图

　　选择用单项远程费控智能电能表，其电压为220V，电流5（60）A，并且具有双向有功计量功能、通讯功能以及事件记录功能等，可以对用户用电量进行准确计量，最终通过集中器将电能表记录的所有信息传输到电力用户用电信息采集主站，为电能量与电价补贴的依据。

　　3.2 电能质量检测

　　通过电能质量分析仪来对并网电能表处的电流、电压、功率以及功率因数等数据变化进行检测，一般情况下将其设定为每隔1h进行一次测试，选择上午7：00到10：00数据变化，可以看出随着太阳辐射的变化，光伏发电电能质量发生变化。

　　以专业标准为依据，单相电压允许偏差为额定电压的+7%与-10%，逆变器输出电压为正弦波时，应保证输出电压总波形失真度在5%以内。随着时间的变化，太阳辐射逐渐加强，分布式光伏发电系统输出功率逐渐增大，当光伏发电系统输出功率会受平均功率因素影响，造成逆变器带感性负载或者容性负载能力不足。为降低此类因素对并网电能造成的影响，系统输出应有较低的电流畸变，而光照强度的加大会致使输出电流也增大，总谐波电流畸变率逐渐降低，将总谐波电流畸变控制在5%以上，电能质量即可满足专业要求[4]。

　　4 结束语

　　分布式将光伏发电并网会对配电网电能产生一定影响，并且随着太阳辐射的变化，光伏电源对配电网产生的影响不断变化，为保证用户电能质量，需要做好并网逆变器等系统装置的管理，将光伏电源各项数据控制在允许范围内。

　　参考文献：

　　[1]韩智海.分布式光伏并网发电系统接入配电网电能质量分析[D].山东大学，2013.

　　[2]王忠东，黄奇峰，赵双双，杨世海，陈铭明.分布式光伏发电并网计量点配置研究[J].电力需求侧管理，2013（06）.

　　[3]孙献春，徐光福，黄宏盛，严伟，张春合，冯超.分布式光伏发电并网接口装置研制与应用[J].华东电力，2014（01）.

　　[4]徐群.分布式电源并网对电能质量的影响分析与评估[D].华北电力大学，2012.

　　作者简介：

　　吴春喜（1983-），男，江苏吴江人，学历：本科。

（编辑：东北亚）