分布式光伏并网对电能质量的影响及对策

策

摘要：电力开发始终是支撑资源输送的重要基础，在维护能源安全中所发挥的作用是无可替代的。分布式光伏并网的情况越来越普遍，但分布式电源输出功率的波动性和不确定性会给配电网的运行带来很大影响。本文提出了一种在不影响正常光伏发电情况下，也具有治理电能质量的方法，此方法充分利用逆变器的剩余容量来实现电能质量综合治理。因此，对光伏发电中谐波注入、直流注入、孤岛效应等进行了分析与探讨，并提出了改善光伏发电电能质量的对策。

关键词：分布式光伏并网；电能质量；影响及对策 引言

随着经济的快速发展，对能源的需求也越来越大，一次性能源在未来将会消耗殆尽，基于此，国家大力发展清洁能源，如风能，太阳能，潮汐能等。太阳能作为一种广泛分布且可再生清洁的能源，符合清洁能源的特点，近年来，大量的光伏发电技术越来越成熟，已经得到广泛的应用。太阳能光伏电池作为一种清洁能源，随着相关技术的不断发展，光伏产业也在飞速发展。

1分布式光伏并网概述

随着人们对环境和可持续发展的日益重视，分布式电源因具有环保高效等优点而获得快速发展。分布式电源并入配电网的情况越来越多，但分布式电源功率的不确定性和波动性会给配电网的运行造成很大的影响。若不对分布式电源进行合理的优化配置，分布式电源并网会给配电网的安全稳定性带来很大的负面影响。分布式光伏电源并入配电网后对电能质量的影响通常体现在谐波污染、电压波动等方面。分布式光伏发电产生的直流电须经过逆变器调制为交流电后才能并入配电网，但并网逆变器在高频调制直流电过程中容易产生谐波，谐波经并联输出后放大，存在难以预测与治理的问题。此外，分布式光伏发电极易受天气影响，输

出功率波动较大，并网后将对电网的电压质量造成一定程度上的影响。随着分布式光伏电源的大量接入，配电网系统的功能也随之改变，由电能分配系统转变为集电能收集、传输、分配于一体的信息配电网系统。

2分布式光伏并网对电能质量影响 2.1对电压的影响

集中供电的配电网一般呈辐射状。稳态运行状态下，电压沿馈线潮流方向逐渐降低。接入光伏电源后，由于馈线上的传输功率减少，可能使沿馈线各负荷节点处的电压被抬高。然而光伏电站基本不发无功，主要依赖主网，会导致主网某些节点电压降低。以陇昌光伏并网前后新华变110kV的电压为研究对象，陇昌光伏电站接入新华变后，其110kV母线电压明显要比未接入光伏站后的电压低。陇昌光伏自新华变并入金昌电网后，加大了电压调整的难度，导致一些负荷节点的电压偏移，电容器投切次数与以往相比明显增加。光伏电源对电压的影响还体现在可能造成电压的波动和闪变。由于光伏电源的出力随入射的太阳辐照度而变，可能会造成局部配电线路的电压波动和闪变，若跟负荷改变叠加在一起，将会引起更大的电压波动和闪变。

2.2直流注入产生的原因与造成的危害

直流－交流换流器输出电流中存在直流分量注入现象的主要原因有：①实际电路中各元件参数并不完全一致，其阻抗特性的差异使各开关元件导通与关断的时刻不等，导致占空比不一致，从而引起直流注入现象；②运放电路的计算误差或电流传感器的测量误差会导致测得的工频正弦电流的正负幅值不等，即存在直流偏置问题；③电流参考值本身就存在直流量，在控制器作用下实际输出电流也包含直流分量。直流－交流换流器是将光伏发电系统连接到电网的主要电路，若其输出电流中有直流分量，直流量将直接注入电网中，对电网的安全与稳定造成较大危害，其主要表现为：①影响变压器的正常工作，直流电流导致变压器工作点发生平移，从而使波形畸变，导致电能损耗增大和温度升高，使设备故障率升高；②直流偏置也会导致电网中电流幅值变高，电路中设备承受电压应力较大，严重时会使保险丝烧断，引发局域电网停电，带来不必要的经济损失；③直流电

流使导线中金属发生腐蚀现象，带来较大的安全隐患；④对电网中各种设备也会带来一定危害，如导致发电机产生脉动转矩与温度升高。

3分布式光伏并网对电能质量的对策 3.1精准放线以及定位

太阳能光伏并网发电流程中，放线以及定位是首要环节。首先确定基准点，通过光学经纬仪完成，基准点的确定决定定位的完成；其次对定位进行调整，参考周围实际障碍物，适当展开修正；最后根据光伏并网发电要求，灵活变更电线杆、升降杆等，对基础纵向、基础横向等再次校准确定。

3.2推动系统的延伸和完善

光伏发电系统和风力发电系统在并入到电网之后，原有的电力系统运行也会就此被调整，展现出来的特征会大不相同，所以，实际运行产生故障的可能性被大大提升，而这些故障大多都是电气量方面的问题，归根于风力发电系统和光伏发电系统过大的电容量。然而，由于风力发电和光伏发电本身就具有一定的不可控性，所以故障的产生也变得更加复杂，给电网运行检测带来了极大的困难和挑战。电力企业就应当针对并网系统保护方式，做出更加深入的研究，引进新的科学技术。

3.3谐波注入

谐波注入现象的产生原因主要有以下几种：①在光伏发电系统将直流变为交流的过程中，通常会产生不需要的高次谐波；②功率开关的频率变化与非线性负载也会产生少量谐波；③光照强度与温度在短时间内不稳定时，谐波的分布范围也会变大；④逆变器的并联结构会使谐波电流分量累加，最终导致并网电能质量低于规定标准。为改善光伏发电带来的波形畸变问题，可从以下几个方面来降低谐波含量：①改善控制策略，减小开关频率产生的谐波；②通过无源滤波或有源滤波方法滤除一些高次谐波；③在并网系统中加装静止同步补偿器等设备降低谐波含量

3.4并网发电的有效调试

并网发电调试中，第一步，根据调试流程，对各种电气设备进行初始状态调整。第二步，全方面分析并网发电相关资料，对光伏发电系统以及配电柜等一系列设计资料深刻掌握，为并网发电调试做好准备工作。第三步，优化光伏并网发电技术，通过连接员荷的调整，完善并网发电基础系统，定期对各类设备等进行检修，确保并网发电系统输出的电流，经过逆变器的整合与电网发电保持一致。

3.5检测并网孤岛效应

如果并网逆变器负载的影响并没有消除，那么并网时也可能出现断电发生的反向输出电压频率，此时，逆变器输出的频率误差会大大增加，长此以往，孤岛效应就会逐步扩散。对此，企业要关注逆变器输出频率，选择高精度的仪器设备检验频率偏移的问题，并及时公布检测结果，让值班人员进行阅览，做出针对性的处理。在电网正常运行的时候，也要及时使用逆变器，判断公共电网输出和并网系统相一致。如果出现了较大的相位差，就应当对两者的差进行检测，分析电压电流的变化规律和情况，探究孤岛效应是否存在，更加清晰的展示出电网运行的状况。

结束语

随着越来越多的光伏发电站在国内投入运行，电网的电能质量也受到光伏并网系统的较大影响。随着经济的发展和高科技设备的广泛应用，电力用户对配电网运行的电能质量要求越来越高。因此需对分布式电源并网优化进行深入研究，以便更好地提高配电网运行的经济性和电能质量水平。因此，研究光伏发电对电网电能质量的影响具有重大意义。

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