路林娟 劉星

摘要 在經(jīng)濟全球化的大背景下，可持續(xù)發(fā)展對于經(jīng)濟和未來社會的發(fā)展具有重要意義，分布式光伏發(fā)電迎合了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，滿足當下我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求。本文以光伏發(fā)電為主體，探索其發(fā)展現(xiàn)狀及其對配電網(wǎng)絡安全的影響等相關問題提出改善措施。加強分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的加強管理，實現(xiàn)我國配電網(wǎng)絡的快速發(fā)展。

【關鍵詞】光伏發(fā)電并網(wǎng) 改善措施 可持續(xù)發(fā)展

近年來，我國已經(jīng)相繼出臺了多項關于促進光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要舉措，為國內該產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和光能有效應用與完善，起到重要的推動作用。光伏發(fā)電對實現(xiàn)配電網(wǎng)飛速發(fā)展具有重要意義。光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?，近年來，在各地政府支持下得到了迅猛發(fā)展。近年來，隨著科技的發(fā)展，并網(wǎng)運行正文光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要研究對象。但目前的光伏電站的建設規(guī)劃中并未考慮電網(wǎng)交互帶來的影響，對于大規(guī)模分布式光伏并網(wǎng)的實現(xiàn)帶來極大困擾，同時大規(guī)模的光伏并網(wǎng)對于電力系統(tǒng)安全及運行造成其他影響。本文將針對分布式光伏電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及其對配電網(wǎng)絡安全的影響進行探索分析，探索解決分布式光伏點評網(wǎng)絡系統(tǒng)別配電網(wǎng)絡安全帶來的影響，提出合理化的解決方案。以期對我國配電網(wǎng)絡可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。

1 分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的現(xiàn)狀

1.1 國外進展

光伏效應是由法國物理學家在1839年發(fā)現(xiàn)的，1883年第一個太陽能電池誕生，20世紀50年代，能將光能轉化為電能的單晶硅太陽能電池研制成功，開創(chuàng)了光伏發(fā)電的新局面。隨著科技的不斷發(fā)展，光伏發(fā)電逐漸成為世界各地爭先開發(fā)的高新科技產(chǎn)業(yè)，大大促進了光伏發(fā)電的有序發(fā)展，世界各地紛紛致電專門相關標準及法律規(guī)定，光伏發(fā)電技術的研究奠定基礎。光伏發(fā)電也在不斷的迅猛發(fā)展，是全球增長最快的高新技術產(chǎn)業(yè)之一。

上個世紀70年代，日本就開始了民用太陽能發(fā)電，最初，日本的科學家將研究的重點放在了太陽能與熱能轉化上，而對于太陽能轉化為電能的研究還僅限于降低光伏電池組件成本。近年來，隨著科技的發(fā)展，日本利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)傳遞能源，降低溫室氣體排放，日本光伏發(fā)電技術的發(fā)展獲得了極大的促進與發(fā)展。隨著日本福島核泄漏的發(fā)生，日本政府開始有目的的陸續(xù)關閉核電站，加大對光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究，開發(fā)與利用，在2013年創(chuàng)歷史新高。日美國語音教教青年發(fā)布太陽能百萬屋頂計劃，截止到2010年底在100萬座建筑物上安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，重生二氧化炭氣體每年減少300萬噸.在節(jié)約能源的同時，減少溫室效應帶來的影響。2016年，光伏電價低于傳統(tǒng)能源電價目標的實現(xiàn)不僅僅給美國帶來巨大經(jīng)濟效益，同時創(chuàng)造了巨大的社會效益。

1.2 國內研究進展

我國光伏發(fā)電的相關研究起始于20世紀50年代，東方紅二號衛(wèi)星的成功使用，是我國陸地上開始使用光伏電池。我國的光伏發(fā)電的研究最初說他產(chǎn)量，價格和市場條件等因素的影響，相應的光伏電池，智能，應用于衛(wèi)星上和小功率電源系統(tǒng)。你讓改革開放的發(fā)展和我國政府的大力支持，先進的技術設備的引進從事光伏發(fā)電成本降低，主播要用于交通，通信等領域。2009年偷見了光伏一體化與金太陽項目工程。有研究表明，21世紀30年代我國再生能源利用率可達到26%，其中以光能和風能為主。隨著高新技術的發(fā)展和光電發(fā)電技術的應用，分布式光伏發(fā)電在不配天網(wǎng)絡系統(tǒng)中的地位越來越為重要。

2 分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的影響

2.1 對配電運行的影響

中性點不接地系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)在我國的中低壓配電網(wǎng)絡中，光伏發(fā)電不僅可以將交配電網(wǎng)從輻射型轉辦變多電源結構，還能夠改變潮流和短路電流大小，流向及分布。斷電情況下分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)對配電網(wǎng)絡的影響如圖1所示。

2.2 對檢修安全的影響

在逆變器并網(wǎng)工作時，由于某段線路故障，出現(xiàn)的光伏電網(wǎng)與輸配電網(wǎng)失去聯(lián)系，就會產(chǎn)生孤島效應，主要發(fā)生在主電網(wǎng)與分布式電源并網(wǎng)不接通時，拓撲圖如圖2所示。對于分布式光伏發(fā)電而言，某個區(qū)域發(fā)生故障時，該區(qū)域分布光伏電源連接的斷點也會有相應。到供電段路，傳統(tǒng)故障定位原理很難應用在分布式光伏電并網(wǎng)。分布式光伏發(fā)電屬于用戶側并網(wǎng)，容易出現(xiàn)孤島效應，對檢修安全帶來影響，給電力檢修人員現(xiàn)場安全作業(yè)帶來極大隱患。

當輸電網(wǎng)絡發(fā)生故障而出現(xiàn)停止運行時，開關1發(fā)生斷開但開關2并不斷開時，發(fā)電系統(tǒng)可以通過開關2繼續(xù)與配電網(wǎng)絡系統(tǒng)的連接，此時仍然可以實現(xiàn)對相應的負載供電，此時的配電網(wǎng)和光伏并網(wǎng)所處的狀態(tài)就像孤島一樣，被稱之為孤島狀態(tài)。當發(fā)電系統(tǒng)的電量輸出達不到輸電網(wǎng)絡的要求，所有負載需要的電量可能直接超過了發(fā)電系統(tǒng)的承受力，因此，處于孤島狀態(tài)的配電網(wǎng)和發(fā)電系統(tǒng)極其不穩(wěn)定，或造成配電網(wǎng)和光伏并網(wǎng)癱瘓。

當由于意外事故的發(fā)生導致開關1發(fā)生閉合而開關2依然處于斷開狀態(tài)時，此時此刻的發(fā)電系統(tǒng)仍然可以正常運行，但是不能對配電負載供電，但對本地負載無影響，這種情況下的發(fā)電系統(tǒng)恍如孤島，但此時的孤島狀態(tài)相對穩(wěn)定，原因在于發(fā)電系統(tǒng)可以滿足本地負載消耗的電量。

逆變器自帶防孤島保護器，可以在很大程度上避免其產(chǎn)生孤島狀態(tài)，但由于光伏發(fā)電的電路極其復雜，容易受到較多因素的強烈干擾，因此，在目前及今后的研究中，如何有效避免孤島效應的產(chǎn)生依然是重要的研究方向。

2.3 對計量安全的影響

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)后會對盡量安全產(chǎn)生一定影響。該系統(tǒng)接入配電網(wǎng)訊在用戶方安裝獨立的計量表，容易出現(xiàn)用戶竊電的可能性，直接影響準確性和安全性，具有一定的弊端，不法分子會前來竊電，電能表就不能發(fā)揮其實際的作用，由于電能表失靈，影響到電量的統(tǒng)計，由此給國家電網(wǎng)的安全造成極大的潛在威脅?？偟膩碚f，不法分子可以升壓;并接電流和改接的方式竊電。改接線路具體來說就是改變配電接線使計量器失靈并由此來控制計量器。如果負載功率高于供電系統(tǒng)，交流電傳遞電能的過程中，就會混淆光伏電源和市發(fā)電，再通過線路改接提高計量器電流。線路改接竊電過程主要是通過制造假象來獲得政府高額電力補貼。常見的升壓竊電是通過在線路中引入升壓裝置，產(chǎn)生虛擬電壓，最終通過提升計量器電能來獲得政府補償金的違法過程。

2.4 對網(wǎng)損的影響

網(wǎng)損的增加和減少很大一部分原因取決于發(fā)電系統(tǒng)DG位置，此外，發(fā)電系統(tǒng)DG的容量、負荷量及網(wǎng)絡拓撲結構。DG接入到負載附近時將使配電網(wǎng)的負荷分布變化較大。在配電網(wǎng)絡中，只有當所有負荷節(jié)點處的負荷量均大于其發(fā)電量時網(wǎng)損減小;但如果其中至少一個負荷節(jié)點低與其發(fā)電量，但整體大于發(fā)電總量時，某線路的網(wǎng)損增加，但總體網(wǎng)損就會相對減小。

3 分布式光伏電問題對策措施

3.1 確保配電網(wǎng)運行安全

當分布式的電源接入線路后，發(fā)電系統(tǒng)的電流不論是在大小還是流向上都會發(fā)生變化，當出現(xiàn)供電故障時，由于原本的電流可能會與故障電流疊加而減小，導致配電保護識別作用失效或無法識別故障，但是，這種現(xiàn)象不會發(fā)生在未接入分布式電源時，此時的線路故障基本可以通過繼電器及時檢測到故障從而保護配電網(wǎng)安全，而不會出現(xiàn)以上狀況的保護死角。

3.2 確保檢修安全

在我國的配電管理過程中往往出現(xiàn)這樣那樣的問題，在配電檢修方面，相關部門應該及時的制定先關的法律法規(guī)或相關的管理規(guī)程，加強對我國光伏產(chǎn)業(yè)監(jiān)管及國家電網(wǎng)安全運行。大量的科學研究及實驗論證表明，光伏電中的孤島效應無法避免，但適時的采取必要檢修管理措施，確保檢修線路的安全十分有必要。

目前，大量的科學研究表明，在解決繼電保護問題時，額外添加保護設備和調整保護邏輯是沒有太大意義的，我們應該對已有的配電保護設施進行定期，認真的維護與審核，按照國家相關的法律法規(guī)嚴格履行檢修任務。而國家和政府機構應該大力加強相關法律法規(guī)的修訂與完善，制定齊備的光伏并網(wǎng)配電檢修管理體系。確保線路檢修安全。

3.3 確保計量安全

在計量過程中，按照國家現(xiàn)有的方針政策及法律法規(guī)等落實計量安全是實施過程中亟待解決的問題，國家應該加強對竊電行為的打擊力度，保護居民合法用電的權益。在落實分布式光伏發(fā)電的具體過程中，亟待解決的問題依然較多，但相比于傳統(tǒng)的方式，分布式光伏發(fā)電具有許多無法替代的優(yōu)點，在分布式光伏發(fā)電的發(fā)展過程中，政府，國家應該加強相關的研究，采用各種措施實現(xiàn)分布式光伏發(fā)電的順利開展，提高其大規(guī)模應用的可行性。

4 結束語

隨著我國對可再生能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源的大力倡導，越來越多的配電網(wǎng)中間入光伏發(fā)電體系，對于緩解我國電能緊張問題具有重要意義。我們應該在具體的實踐過程中積累經(jīng)驗，加強相關課題的研究和軟件的開發(fā)，促進我國光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。本文通過對光伏并網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀及其對電路網(wǎng)絡安全的影響。探索分布式光伏并網(wǎng)發(fā)展舉措，為促進我國電路網(wǎng)絡安全及光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要借鑒意義。