0 引言

分布式光伏發電作為一種新型的能源與能源的綜合利用模式，具有形式靈活、管理與運行成本低廉等優點，在無噪聲、無空氣與水體污染的情況下，具有顯著的環保效益，對于優化能源結構，實現節能減排，具有十分重要的意義。分布式光伏發電小規模并網時，其對電網的影響微乎其微，而分布式光伏發電大規模并網或集中在某條供電線路、臺區或變電站，則會對電網造成較大的影響。為了確保電力系統的安全可靠運行，有必要對分布式光伏發電的接入進行綜合分析。

1 研究背景

分布式光伏發電并網要求。（1）接入方式。與低壓電網和大電網的區別在于，分布式光伏發電在并網中的首要要求是安全性。要防止大電流、高壓對分布式電源的影響、損壞。要保證電網接入后，可以穩定地向電網輸送電能。在并網電壓存在顯著差別的情況下，要做好光伏發電系統的容量控制工作，在低壓配網中，變壓器所占的比重約為25%。另外，并聯短路電流不得超過總系統額定電流的十分之一。在假定高、低電壓均能滿足接入需求的情況下，為了降低并網的不利影響，一般都會優先采用低電壓。（2）分布式光伏發電系統電能質量和其他要求。目前，我國的光伏發電還處在起步階段，所產生的電力質量良莠不齊，因此，對其接入電網之前，必須對其進行全面的評估。對電力系統進行評價時，需要考慮的因素比較多，例如：供電能力、并聯機模式、變流機種類等等。分布式光伏發電系統并網后，所發出的電能以及向周邊地區交流電網提供的電能，其電壓偏差、諧波、閃變、電壓波動、諧波等各個方面都要滿足國家標準。高壓電力系統在未接入電力系統之前，其一端的電流、電壓總體上保持了較高的穩定性，但其運行過程中的功率波動也存在著較大的規律性。為了確保電力市場中的電力供應，分布式光伏發電系統必須具有較強的電力調節功能。根據某區域低壓電網和電力消費者用電的實際情況，應保證10kV和35kV以下等級的分布式光伏發電系統能夠調節其電壓和功率，而且不超過低壓電網工作上限。根據國家電力行業標準，分布式光伏接入電網時，其公用接觸點的電壓偏差必須符合《GB/T12325-2008，電能質量供電電壓偏差》的要求。若電網接入點電壓為20kV，則接入點電壓波動不超過1.4kV；在電網接入點電壓低于20kV的情況下，接入點電壓變化不能超過1.2kV。

2 分布式光伏并網對低壓電網的影響

2.1案例系統概況

本文以某分布式光伏發電系統并網點為研究對象，著重對低壓電網的有關影響進行了分析，就這一分布式光伏發電系統而言，其裝機容量為10MW，交流電低壓配電網的接入點為380V，根據當地的實際工作情況可知，在將分布式光伏發電系統接入該低壓電網后，會對配電網的系統的穩定性、電能的質量、運行的可控性等造成影響。

2.2電能質量影響

經過連續觀察，可以很快發現，低壓電網和分布式光伏系統并網后，逆變器應用的高頻調制頻繁出現諧波現象。當光伏系統與大電網共存時，儲能電能可以在電壓上同步。經過長期的運行，必然會造成諧波的進一步放大現象。許多時候，無法進行穩定的控制。盡管研究區域陽光充足，但也有陰天、下雨的時候。在多云或多雨的情況下，光伏系統很難保證自身的工作質量與效率，發電能力的不穩定將對電網的運行造成影響。光伏系統頻繁發生閃爍及電壓波動的現狀。另外，隨著配電網絡的接入，配電網絡的復雜性也將隨之出現。這時就需要做電能的分配、傳輸、集中工作，而這種現象也會給電網工作帶來很大的壓力。

2.3孤島效應

“孤島效應”指的是分布式光伏發電系統并網后所產生的一種現象，因為它的工作方式與大電網是并列的（很少的情況下，兩者之間可能會有密切的聯系），所以，在大電網發生故障的時候，就有可能會中斷供電。如果分布式光伏發電系統的一方不理解這一現象，就按照正常的工作要求對電網進行供電，這不僅會造成電能的浪費，它也可能對參與電力系統維修和維修的工作人員產生危害。此外，如果分布式光伏的一端出現了故障，那么在分布式光伏并網的條件下，分布式光伏的電流也有可能會引起分布式光伏的系統端工作不正常。

3 應對影響的解決措施

3.1電能質量相關影響的解決措施

對于分布式光伏而言，不管采用何種方法，都不可能完全消除分布式光伏帶來的電力質量問題，但是可以采用一定的技術手段來減少分布式光伏帶來的電力質量問題。對于某一地區的分布式光伏發電系統來說，由于其建設工作由地方政府部門進行統籌管理，所以，可以對項目進行具體的分析，在規劃階段，選擇適當的電能質量治理裝置，將其配置到分布式光伏發電系統的一端，并測試系統功能。該裝置在并網之前，需達到10MW機組的容量及諧波指標，即其發電效率應達到60%以上。對于電池而言，它的電量應當比整個系統的總電力要多，即16～32h，并且要符合它對臨時性電力輸送，穩定輸送的基本條件。

3.2孤島效應的解決措施

目前，解決“孤島”問題，多采用技術檢查的方式，利用多種檢查方式，了解電力系統的運行狀況，并有針對性地進行分析與解決。由于“孤島”現象并無一定的規律性，本研究擬采用一種分散式的監測方式，以此提升總體運作效能。其關鍵思想是在分布式光伏與低壓電網的并站點上安裝一臺裝置，以了解分布式光伏與低壓電網之間的并站點上的情況，從而實現分布式光伏與低壓電網之間的連接。當電網運行異常，供電中斷時，能夠快速地將該消息發送給管理端，終止分布式光伏的傳輸，將剩余的電量存儲在大容量的電池中，當電池的電量為滿時，則會暫停供電。同時，該設備在檢測到分布式光伏系統出現了異常情況時，也會發出警報，避免了網絡的電力流入分布式光伏，保證了分布式光伏系統不會因為“孤立”現象而受到損害。

3.3模擬實驗和綜合評析

為了進行模擬實驗，就某地區分布式光伏發電系統并網點進行研究，基于計算機，通過電能質量治理裝置、智能技術、檢測手段等，分析其工作效果。以這為依據，用電腦來仿真它的參數，它的動態指數中，包含了天氣的情況、低壓電網工作異常、光伏發電系統工作異常等。從而對電網的諧波進行積極有效的控制，當不能正常運行時，預警會被及時發出，即分布在各處的設備，進而達到電網工作所需。

4 安科瑞分布式光伏監控系統

4.1 概述

AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺通過監測光伏站點的逆變器設備，氣象設備以及攝像頭設備、幫助用戶管理分散在各地的光伏站點。主要功能包括：站點監測，逆變器監測，發電統計，逆變器一次圖，操作日志，告警信息，環境監測，設備檔案，運維管理，角色管理。用戶可通過WEB端以及APP端訪問平臺，及時掌握光伏發電效率和發電收益。

4.2 應用場所

目前我國的兩種分布式應用場景分別是：廣大農村屋頂的戶用光伏和工商業企業屋頂光伏，這兩類分布式光伏電站今年都發展迅速。

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4.3 系統結構

在光伏變電站安裝逆變器、以及多功能電力計量儀表，通過網關將采集的數據上傳至服務器，并將數據進行集中存儲管理。用戶可以通過PC訪問平臺，及時獲取分布式光伏電站的運行情況以及各逆變器運行狀況。平臺整體結構如圖所示。

4.4 系統功能

AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺軟件采用B/S架構，任何具備權限的用戶都可以通過WEB瀏覽器根據權限范圍監視分布在區域內各建筑的光伏電站的運行狀態（如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態、發電功率曲線、是否并網、當前發電量、總發電量等信息）。

（1）光伏發電綜合看板

顯示所有光伏電站的數量，裝機容量，實時發電功率。

累計日、月、年發電量及發電收益。

累計社會效益。

柱狀圖展示月發電量

（2）電站狀態

電站狀態展示當前光伏電站發電功率，補貼電價，峰值功率等基本參數。

統計當前光伏電站的日、月、年發電量及發電收益。

攝像頭實時監測現場環境，并且接入輻照度、溫濕度、風速等環境參數。

顯示當前光伏電站逆變器接入數量及基本參數。

（3）逆變器狀態

逆變器基本參數顯示。

日、月、年發電量及發電收益顯示。

通過曲線圖顯示逆變器功率、環境輻照度曲線。

直流側電壓電流查詢。

交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數查詢。

（4）電站發電統計

展示所選電站的時、日、月、年發電量統計報表。

（5）逆變器發電統計

展示所選逆變器的時、日、月、年發電量統計報表

（6）配電圖

實時展示逆變器交、直流側的數據。

展示當前逆變器接入組件數量。

展示當前輻照度、溫濕度、風速等環境參數。

展示逆變器型號及廠商。

（7）逆變器曲線分析

展示交、直流側電壓、功率、輻照度、溫度曲線。

（8）事件記錄

操作日志：用戶登錄情況查詢。

短信日志：查詢短信推送時間、內容、發送結果、回復等。

平臺運行日志：查看儀表、網關離線狀況。

報警信息：將報警分進行分級處理，記錄報警內容，發生時間以及確認狀態。

（9）運行環境

視頻監控：通過安裝在現場的視頻攝像頭，可以實時監視光伏站運行情況。對于有硬件條件的攝像頭，還支持錄像回放以及云臺控制功能。

5 結語

分布式光伏發電是一種解決能源與環境問題的重要手段，但其在電網中所產生的電能質量、繼電保護、電網規劃等諸多問題也不容忽視，因此有必要對其進行深入研究。文章對電力系統中存在的一些問題進行了分析，并提出了相應的解決方法。一是要求在建設分布式光伏系統之前，對系統進行詳細的規劃，并對其進行電力品質的治理安裝；二是利用各種探測方法，對“孤島”現象進行了計算和分析。經仿真試驗及全面評價，驗證了該方法的正確性，并可在實踐中加以推廣。

參考文獻

【1】王花，范麗佳，蘇斌，范苑，葉遼羽，李根勝，張騰.分布式光伏發電對低壓電網的影響與對策

【2】安科瑞企業微電網設計應用手冊.2020.06版.