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分布式光伏发电系统在配电网中接入方式的研究

来源:《发明与创新·大》 编辑:李鹤地 李子中 时间:2019-01-02

摘要:分布式光伏发电是指在用户场地附近建设,运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网,且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。分布式光伏发电遵循因地制宜、分散布局的基本原则,可进一步提高光伏电站的发电量。分布式光伏电源有效接入配电网后,接入方式与传统电源之间存在较大差异,会对配电网诸多方面产生影响。

关键词:分布式光伏发电;配电网;接入方式

随着经济社会的快速发展,电力已经成为人们日常生活中不可缺少的一种能源。传统能源生产方式能提供较为稳定的电力输出,但会对生态环境造成一定的污染。在当前生态环境持续恶化的紧迫形势下,需积极发展各类新能源。分布式光伏发电具有良好的环保效益,能源传输损耗小,能全面调控局部区域的用电问题。

分布式光伏发电系统主要由太阳能电池、逆变器和输配电系统构成。输配电部分指从逆变器交流侧至用户侧低压系统中相关通信部件以及控制保护部件等。由于光伏发电类型存在较大差异,加上系统各个组成部件不同,目前可将光伏发电系统分为集中式与分布式。其中集中式光伏发电主要应用于光伏发电规模较大的情况下,通过光伏逆变器和交流路线将电流进行有效汇聚,然后通过应用变压器升到10 kV,通过专业性较强的线路接入变电站等配电设施。而分布式光伏发电主要用于实际输出功率较小的系统,将不同光伏组件进行有效串联,然后通过应用逆变器将电流进行升压逆变之后进行输送。

不同类型的光伏发电都具有应用价值。分布式光伏发电在实际应用中具有较强的便捷性,不需要通过升壓站对电压大小进行调节,对配电网电压产生的影响较小,但是此类接入方式维护成本较高,电能质量也无法得到有效控制 [1]。

分布式光伏发电一般可采用自发自用、全部上网、余电上网等方式进行。其中自发自用方式就是离网运行,不会对配电网产生较大影响。此类运行方式需配置蓄电池,但蓄电池成本较高,且用户用电体验受蓄电池各项性能影响,不能进行大范围推广。全部上网方式就是将光伏发电系统中产生的电量全部输入到配电侧,然后再转移到用户端。余电上网方式就是在发电过程中首先为农户服务,然后再将多余的电量传输到配电网。

分布式光伏发电系统中的逆变器具有重要作用,它能将光伏发电组中产生的直流电转换为交流电,能对光伏发电系统基本运行状态进行监控,能对系统过电压、电流、基本频率等相关参数进行全面检查,便于技术人员掌握光伏系统基本运行情况。

1.对电压波动、越限的处理措施

配电网接入光伏电源后,由于馈线上的传输功率减少,使沿馈线各负荷节点处的电压被抬高,可能导致一些负荷节点的电压偏移超标。通常情况下,可通过在中低压配电网络中设置有载调压变压器和电压调节器等设备。对光伏电源运行方式进行合理设置能降低电压越限风险。如接入点是在馈电线路的末端,接入点的电压很可能会越过上限,这时必须合理设置光伏电源的运行方式,如规定光伏电源必须参与调压等。

2.短路电流与直流注入的处理措施

针对短路电流问题,需在光伏逆变器中对输出电流大小进行控制。根据相关研究可知,光伏电源短路电流值是额定电流的2倍至4倍。逆变器过载能力较低,所以需对短路输出电流采取有效的限制措施,如果电流超出了限制范围,需及时切断,保护元器件。

针对直流注入可采取检测补偿法与电容隔直法。检测补偿法就是对并网电流中直流分量进行测定,通过固定算法计算补偿量,对并网电流调制信号进行反馈,然后通过调节器对控制开关进行调控,这能对直流分量起到有效控制。此类方法测量精度值高,能有效消除直流分量。电容隔直法能对直流分量进行屏蔽,电容在电路中具有良好的隔离作用,其中输出电压中直流分量能被有效平衡,还需要对应用场所、综合效益以及输出功率等问题进行分析,然后选用相应的逆变器[2]。

总之,分布式光伏发电系统大规模接入配电网会对电网产生较大影响,通过改善逆变器控制策略或增加检测设备,能有效缓解光伏发电系统对配电网产生的冲击,确保电网的安全运行。

参考文献:

[1] 崔红芬,汪春,叶季蕾,等.多接入点分布式光伏发电系统与配电网交互影响研究[J].电力系统保护与控制,2015(10):91-97.

[2] 崔倩,张钦振.分布式光伏发电系统与配电网交互影响探究[J].电子制作,2017(16):23-24.

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