農(nóng)村分布式光伏安裝量增多時，這些問題不得不注意

筆者從此前的村級扶貧調研及一些業(yè)內人士反饋中得知，當某一較小區(qū)域，譬如一個100戶的自然村，分布式戶用（5KW/戶）光伏裝機量超過一定數(shù)量時，總會出現(xiàn)并網(wǎng)電壓躍變、個別逆變器頻繁的并網(wǎng)-脫網(wǎng)-并網(wǎng)等異?，F(xiàn)象，并且這一現(xiàn)象并不是個案，依據(jù)筆者了解，河北平山、安徽六安等地的村級戶用扶貧項目安裝較多的村落均有發(fā)生。

國網(wǎng)公司中國電力科學研究院新能源研究中心馮凱輝此前表示，分布式光伏穿透功率的增加給現(xiàn)有電網(wǎng)以及分布式光伏的控制帶來一系列挑戰(zhàn)，穿透功率越大，挑戰(zhàn)越大。尤其是在農(nóng)村等薄弱電網(wǎng)，分布式光伏高密度接入時的電壓控制與電能質量問題值得關注。

注分布式光伏穿透功率是指系統(tǒng)中分布式裝機容量占系統(tǒng)總負荷的比例。

馮凱輝就分布式光伏接入引起的電網(wǎng)異常歸納為三點，第一是會造成電網(wǎng)無功電壓的異常；第二是會產(chǎn)生諧波諧振；第三是會引起繼電保護的異常。

其一、就無功電壓異常而言，在線路始端電壓保持不變的情況下,配電網(wǎng)接入單個分布式光伏后,沿著饋線方向的線路電壓分布隨分布式光伏容量的增加可能會有四種情況

※逐漸降低

※先降低后升高，再降低

※先升高再降低

※一直升高

注U1代表始端電壓；U2代表末端電壓。

電力學報《分布式發(fā)電對配電網(wǎng)電壓的影響》一文中，對分布式電源接入后對電網(wǎng)電壓的影響給予詳細分析。

仿真分析結果顯示，一定容量的分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)絡, 會對饋線上的電壓分布產(chǎn)生重大影響。具體影響的大小, 與分布式發(fā)電的總容量大小、接入位置及功率因數(shù)有關。傳統(tǒng)配電網(wǎng)一般呈輻射狀, 穩(wěn)態(tài)運行情況下, 電壓沿饋線的潮流方向逐漸降低。接入DG（分布式電源）后, 在穩(wěn)態(tài)情況下, 由于饋線上的傳輸功率減少以及DG輸出的無功支持, 使得沿饋線的各負荷節(jié)點處的電壓有所提高。而電壓被抬高多少與接入的DG的位置、總容量的大小及其功率因數(shù)有關。

“DG的位置和容量是設計一個分布式系統(tǒng)不可缺少的前提條件。由于分布式電源一般都接入用戶側, 因此要根據(jù)客戶終端所需的容量和所處環(huán)境的地理位置, 綜合考慮各種衡量指標, 確定所要采用的發(fā)電方式。分布式電源的位置不僅要考慮周邊的能源、交通運輸、地理環(huán)境等因素, 還要考慮其布置是否合理, 使線路損耗盡可能小, 從而改善系統(tǒng)的經(jīng)濟性、可靠性和靈活性?！?/p>

“另外, DG在實際運行中, 要進行調壓和無功優(yōu)化。依據(jù)實際仿真, 分布式發(fā)電并入系統(tǒng), 使得電壓被抬高, 某些節(jié)點電壓甚至超過上限, 對用戶造成影響; 而分布式發(fā)電的退出,使得依靠DG 支撐的饋線電壓下跌, 帶來電能質量問題, 所以DG并入配電網(wǎng)一定要進行調壓?！?/p>

“含分布式電源的配電網(wǎng)由于分布式電源的總容量有限, 分布式電源接入后, 只能在一定程度上改善配電網(wǎng)的無功不足而且有些分布式電源不但不能提供無功功率反而會消耗無功功率,這樣會進一步加劇無功不足; 實際配電網(wǎng)中動態(tài)負荷的無功需求量也會隨著分布式電源的啟停而變化, 所以需要進行一定的無功補償, 即在分布式發(fā)電接入地點安裝適當?shù)臒o功電壓支撐設備, 如電容器等, 在分布式發(fā)電運行時投運?！?/p>

其二、諧波諧振；分布式光伏集群中大量逆變器的引入，使得配電網(wǎng)成為含有多個固有諧振點的復雜高階網(wǎng)絡，光伏出力具有諧波頻譜寬、幅值波動大等特征，容易激發(fā)引起諧振。

注在物理學里，有一個概念叫共振當驅動力的頻率和系統(tǒng)的固有頻率相等時，系統(tǒng)受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。電路里的諧振其實也是這個意思當電路中激勵的頻率等于電路的固有頻率時，電路的電磁振蕩的振幅也將達到峰值。實際上，共振和諧振表達的是同樣一種現(xiàn)象。這種具有相同實質的現(xiàn)象在不同的領域里有不同的叫法而已。

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