分布式光伏电站与低压配电网同规划分析

分布式光伏电站与低压配电网同规划分析

魏 超

国电东北新能源发展有限公司 辽宁 沈阳 110000

摘要：在时代不断进步的过程中电力事业迎来更高的发展。分布式光伏电站是利用太阳能发电的新型发电系统，其输出功率较小，往往适用于接入低压配电网。分布式光伏电站接入低压配电网时需通过调整配电网结构、并网接入模式等，最大限度降低分布式光伏电站对低压配电网运行的冲击。为了消除分布式光伏电站并网的不利影响，分析其关键特征及对低压配电网的影响，探讨将分布式光伏电站与低压配电网同规划就显得非常必要。

关键词：分布式光伏电站；低压配电网；影响；规划方案

引言

从整体设计的角度来改善配电网的规划水平，让城市配电网具有供电效率更高、在输送过程中线路损失更小、结构更为合理的系统，对保障城市正常用电需求具有积极作用。与电能生产、传输和转换系统相比，配电网络系统是整个电力能源供应系统的终端中心，直接面对成千上万的家庭。配电网络系统会受到所在城市的实际规划情况、地形地貌、气象气候特点、人文历史环境等实际情况的综合影响，从而导致分布式网络规划比以前的网络规划具有更大的难度。近年来，此问题逐渐引起了广泛的关注，国内外的学者都展开相关各方面的研究，并得到了一定的研究结论。不过，在当前形势下城市配电网低压、重过载、实际传输效率较低的问题依然屡见不鲜。配电网络设备过载，高低压电源半径似乎太长。

1 分布式光伏电站发展趋势及概述

为进一步解决环境污染问题，缓解资源紧张现状，2008年以来我国加大了对新能源发电的重视力度，形成了水力发电、风力发电、光伏发电等多种形式携手共进的局面。据统计，我国2020年光伏发电装机容量已经超过40000MW，占总装机容量的2.83%，；在县、乡、镇、农村地区光伏发电也得到了快速发展，截至2020年，我国光伏发电装机容量已超过70MW，占总装机容量的36.75%，分布式光伏电站是在光伏发电技术基础上形成的新型发电系统，可与配电网协调发电，满足区域用户用电需求。此类电站往往分布于用户附近，规模较小，可利用分散资源实现小规模发电。分布式光伏电站主要包括太阳能电池组件、蓄电池、控制器、逆变器等。其输出功率较小，往往适用于接入低压配电网。

2 中低压电网规划的方法

从理论基础上进行分析，在进行选择线路时，需要参照电压级别及其电压构造与负载不一样，采用不一样的路径。怎样针对区域实施中低压配电网的规划，需要对这一地区的用电总量进行计算，因为中低压配电网的用电负荷无时无刻都在发生变化。一般在对用电总量进行计算时采用三种方法：（1）对行业部门分析，此方法主要是将整个国家的经济行业进行划分成各个部门，然后对各个部门的用电量进行估算，将所有部门的用电总和加起来就是总用电量；（2）对该地区用电量较多的用户和用电量较小的用户进行统计，将两者的用电总和相加就是总用电量；（3）借助电力弹性系数法、负荷密度法等合理计算法针对某区域内应用电数量实施预估核算，按照计算中所得的数据进行用电量的分配。

3 分布式光伏电站与低压配电网同规划的关键要素

3.1 加强中低压配电网的自动化建设

配电网设备陈旧、技术落后都会对中低压配电网的整体运行质量和安全造成影响，所以加强对先进技术、设备的应用，提高中低压配电网整体规划水平是目前需要重点考虑的问题。而加快中低压配电网的自动化建设就是提高中低压配电网整体规划水平的重要措施。自动化建设即应用各种自动化技术、信息化技术、智能化技术等，对中低压配电网进行技术提升的一种措施，其可以从本质上提升中低压配电网供电的可靠性和稳定性，同时还可以为电力企业的服务质量和效率提供保障。中低压配电网的覆盖面比较广，所以在自动化建设过程中，需要电力企业加强资金投入，同时还需要根据区域供电特点及用户用电需求，针对性的进行中低压配电网自动化规划建设，以此保证配电网规划与城市发展规划相匹配。在中低压配电网自动化建设规划过程中，还需要注重对中低压配电网的管理和维护，逐步优化配电网网架结构，以此来保证配电网的运行质量和安全。

3.2 做好系统保护

（1）谐波抑制。在分布式光伏电站接入过程中应按《电能质量公用电网谐波》的相关指标严格控制谐波问题，避免造成装置误动或电能质量污染。比如，可以利用有源电力滤波器来消除谐波，通过滤波器补偿解决电压波动；可针对逆变过程增加虚拟阻抗回路，以有效抑制谐波，减少其对各装置和线路的影响，提升分布式光伏电站接入低压配电网的可靠性。（2）继电保护。应根据实际情况合理选择继电保护装置。一般可在接入点后方增设继电保护，这样既可以有效消除接入点电流骤增引起的波动，也可以实现装置的整定保护。现阶段分布式光伏电站接入低压配电网中继电保护设置较为全面，在此不再赘述。（3）孤岛检测。分布式光伏电站与低压配电网并网运行过程中若电网失压，防孤岛保护必须在2s内将光伏发电系统与电网断开，主动孤岛检测方法与被动孤岛检测方法至少采用各一种。确定孤岛状态存在后，可直接通过智能控制快速切除。

3.3 优化电网结构

分布式光伏电站与低压配电网同规划过程中应根据光伏接入容量、低压配电网负荷之间的关系，合理选取接入位置的比例关系。接入容量若仅为低压配电网总负荷的3/5，则应尽量选取距离主干线末端区域作为接入点；若达到低压配电网总负荷的3/5及以上，则应选取距离主干线1/3到2/3的位置作为接入点；若达到低压配电网总负荷的1.3-1.5倍，则应尽量选取靠近主干线始端区域作为接入点。上述接入过程中应保证末端电压偏差、电压波动、谐波总畸变率在指标范围内，同时应充分考虑结合分布式光伏接入后整体负荷情况更换更大容量的配电变压器，配套增大主干线导线线径。此外，还要对并网接入方式进行优化，针对实际情况合理选择并网接线方式，即：（1）T接低压主干母线并网模式。该方式主要在分布式光伏电站出线侧将电缆或架空线与低压配电网的主干母线直接连接，此时分布式光伏电站可直接完成系统供电。这种并网方式适用于较大容量接入，成本较高。（2）T接低压负荷支线并网模式。该方式主要是在低压配电网的负荷支线T接，通过低压配电网的主干母线，从而将分布式光伏电站顺利接入低压配电网系统。接入点应以电压改善效果、网络损耗最小、潮流反向次数最少为约束条件，可选在靠近配电网末端区域。

4 结语

随着科技的不断更新，发电方法和发电功能也在逐步优化。在此前提下，需要对影响分布式光伏电站效率的相关因素进行分析，提供相应的对策，对相关专业人员进行培养，通过相关人员的不断努力，提高分布式光伏发电站的发电效率，为国民经济的发展提供电力支撑。综上所述，只有对分布式光伏电站发电效率的提升策略进行合理、科学的应用，才能使发电效率、发电质量得到相应的保障，全面提升分布式光伏电站的发电效率。

参考文献

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