分布式光伏发电的入网电压影响分析

分布式光伏发电的入网电压影响分析

程治涛

重庆市送变电工程有限公司 重庆 40000

摘要：光伏发电技术的主要应用是太阳能，它有效地减少了电力运行过程中产生的污染。太阳能发电一般分为两种接入方式，低压线和高压线。然而，电压超限现象时有发生，这也可能影响电网的电压问题。因此，控制电压超限现象，尽可能避免分布式光伏发电的电压条件对电网的影响非常重要。

关键词：分布式；光伏发电；入网电压；影响；措施

光伏发电单元并网运行，对整个系统的电能质量提出了更高的要求。特别是在光伏普及率提高后，低压配电网也很容易超过电压限制，增加网损，这将对用户的用电体验产生不利影响。在严重的情况下，也会给电气设备带来巨大的损坏。基于本研究，分布式光伏并网对低压配电网的影响将有利于大规模分布式并网，保证光伏在低压配电网中的更高渗透性，提高配电网运行的安全性、稳定性和可靠性。

1分布式光伏发电系统的结构

分布式光伏发电一般采用就近选址原则减小光伏发电单元到负荷之间的距离，将光伏板安装于距离负荷较近的配电网上。光伏发电具有较强的灵活性和较好的经济性，光伏发电设备安装简单，省时省力。光伏发电单元是由光伏阵列、直流控制器、逆变器和储能装置等有效连接组成的整体系统。光伏电池板是将太阳能转化为电能的关键设备，是整个系统的核心设备。直流控制系统和逆变器主要起电流控制的作用，它将光伏板发出的直流电转换成交流电再上网给负荷供电。储能系统能够将一定限量的电能储存起来。

2分布式光伏发电对配电网供电电压的影响

（1）分析电压分布的影响。分布式光伏发电在接入过程中往往会对电压分布产生很大影响。尤其是在分销网络的末端，这种影响更为突出。如果将发电容量过大的光伏并网在配电网末端，很容易超过电压限制。

（2）对配电网运行安全的影响。在配电网中，如果在各个地区连接更多的分布式光伏电站，一般来说，配电系统的潮流方向很可能会受到逆变器抗孤岛功能的影响。以往的继电保护设备大多具有方向性，不能实现继电保护的作用，难以保证配电网的安全运行。

（3）对多个节点的特定负载的影响。由于电压路径的时间段不同，因此在匹配多个节点时需要使用特定负载。在网络架构的具体运行过程中，电源的功率一般设置为零，应充分考虑每个节点的等效阻抗和负载系数。在注入电力的过程中，如果光伏电压框架在主节点和终端节点进行，很可能会出现电压降低的问题，这不仅增加了线损，而且提高了电力企业的投资成本。

3分布式光伏发电对配电网电压影响的控制策略

3.1控制电压越限

光伏发电技术越来越成熟，在人们的生活和工业生产中发挥着明显的作用。同时也提高了机组的经济效益。如果要将光伏发电技术应用于配电网，首先需要控制电压超限现象，严格控制光伏电能表的功率。根据光伏发电机本身的电量，结合移动平均法的计算方法，在具体的计算环节经常出现发电功率降低的问题。根据光伏曲线和系统架构，计算发电结果，进一步确定不同时段光伏发电的功率值。一般来说，控制电压超限的方法起着明显的作用。为了确保计算结果更准确，还可以使用滑动窗口计算方法。

3.2分析模拟模型

有很多方法可以分析仿真模型。借助MATLAB强大的数据处理能力，建立了一个可与Simulink模块连接的功能模块，实现光伏发电的最大功率点跟踪技术（MPPT）。通过搭建双极并网光伏发电系统，模拟光存储联合发电的运行机理，实现了光存储联合发电系统的仿真研究。输出结果表明，仿真结果理想，能快速实现负荷变化跟踪，精度高。光伏发电在具体应用过程中具有很高的灵活性。我们应该仔细分析其自身的特性，并根据不同的波形状态获得相应的计算功率。一般来说，在固定容量状态下，电压容易受到线路参数的影响。线路越长，电压值越高。

3.3完善储能发电管理制度

分布式光伏发电系统主要由初始光伏阵列、汇流箱和逆变器组成。供电的主要形式是先存储光伏发电的能量，然后将其应用于配电网的运行。光伏发电一般由变流器、电池和容量控制组成。这三个设备组合成一个存储和发电系统。其中，电池和转换器主要起连接作用。变流器在光伏发电环节中起着控制电压的关键作用，保证电压在任何时间段都能保持在恒定状态。直流侧结构可以保持交流电压恒定。在这个过程中，谐波起着非常重要的作用。因此，光伏发电接入配电网时，必须安装相应的交流设备，并根据不同的供电方式发挥其自身的特殊作用，以保证储能发电系统的稳定运行。

3.4分布式光伏并网对网损的影响

输电会造成网损，即线路中的电能损耗，从而最大限度地发挥电网在输电中的优势，电网的收入也会在一定程度上受到影响。我们必须对这些指标给予足够的重视。并网后，配电网的潮流规模和方向发生了变化，电压和压降也发生了一定程度的变化，这是造成网损的重要因素。（1）前端接入。分布式光伏在前端集中连接后，随着光伏穿透率的增加，网络损耗不会发生变化。只有当光伏穿透率超过某一特定值时，网络中才会有更多的有功功率反向传输，支路电流也会增加，线损会大大增加。在变压器位置，光伏可以吸收负载，变压器的负债率将得到有效控制。当光伏磁导率超过一半时，配电变压器的出口功率将发生变化，变压器中的电流处于最低状态，配电变压器损耗得到有效控制。（2）终端访问。当分布式光伏在线路末端均匀连接时，如果光伏穿透率为10%，可以最大程度地消除网损。可以看出，在端部电压得到控制后，分布电压的损失可以减少，并且可以分析原因，因为端部电压得到了有效降低。在变压器上，当光伏磁导率超过30%时，损耗也最小。

分布式光伏在线路末端均匀连接后，随着光伏穿透率的增加，网损、线损和变压器损耗先减小后增大。与端到端接入方式相比，分布式光伏在前端集中连接，光伏穿透对整个网络损耗影响不大。高磁导率光伏并网后，随着光伏输出的进步，有功功率反向传输现象普遍存在，这将增加线损，影响经济效益。针对这种情况，必须加强对线路末端分布式光伏穿透的控制，但不能过高，这样会增加网损，不利于提高经济效益。

结论

在现阶段市场发展的背景下，太阳能发电的主要形式是分布式光伏发电与建设项目的有效整合。现阶段，分布式发电的管理体制还没有得到完善，尤其是在电网接入和并网运行方面，但目前我国还没有形成适应分布式发电发展的价格机制和电力系统。特别是在并网运行管理和并网方面，没有适合分布式发电的并网运行和并网机制，无法充分发挥分布式光伏发电高效、小规模、效益好的优势。

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