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【摘 要】 文章主要针对分布式光伏发电并网对配电网的影响进行分析，并提出其解决对策，为分布式光伏发电并网的发展提供有力的帮助。
【关键词】 分布式光伏并网；配电网；影响；发展
引言：
分布式光伏发电对优化能源结构、推动节能减排、实现经济可持续发展具有重要意义。当前，在国家相关产业政策支持下，我国分布式光伏发电发展迅猛、潜力巨大，但由于这些光伏发电系统规模小、数量多，大量分布式光伏发电的接入将对电网的安全产生显著影响。分布式光伏发电大量接入配电网（10kV及以下中低压配电网）后，将改变电力系统在中低压层面的结构与运行方式，使得配电网从一种垂直的辐射式网络转变为多电源的水平式网络。
1、光伏发电系统发展现状
在可再生资源的开发利用中，并网的光伏发电技术是发展最迅速的技术，而对这一技术的发展起到激发作用的就是固定上网电价。德国是在本世纪初开始实行这一政策的，在世界上处在领先的地位。欧洲的有关机构也对这一技术的发展进行了预估：到二十年代，世界上的太阳能发电总量将会是所有能源的百分之一，到了本世纪中叶，就可以达到五分之一，世纪末将超过一半。在这方面，我国也推行了一些发展策略。要求通过提升能源的开发率让能源使用更加广泛，提升能源的使用率来降低使用的成本。有关专家认为，到2025年，我国新能源发电就可以占据总发电量的四分之一，因为太阳能光伏发电越来越频繁，利用提升发电率来降低成本，稳定电网也受到了世界各国的广泛关注。如今的光伏发电技术日益成熟，也朝着并网发电以及建筑结合发电的方向发展。当然，国内的这一技术仍然存在一些问题，比如大多数的原材料依然需要进口才能获取，而产品也是大多运到了国外，高价买材料，低价售产品，国内的市场一直停滞不前，这才让我国现在的光伏产业结构发生了调整。
2、分布式光伏发电并网对电网造成的影响
2.1对电能质量产生影响
光伏發电产生的是直流电，通过逆变器中的电力电子器件转换成三相交流电并网。由于电力电子器件的存在，并网逆变器产生的交流正弦波与常规旋转电机产生的正弦波有着不小的区别，这些都造成光伏发电并网影响电能质量，其影响主要体现在电压波动和谐动两个方面，光伏发电主要是通过太阳光照进而产生电能的，太阳照射的强度以及照射的时间的等都会对产生的电能造成一定的影响，使电能产生一定的时间、间歇等特点，这些都会对电网的电压稳定造成影响，容易造成波动闪变，而随着国家加快推进分布式光伏的装机容量，并网的光伏发电会越来越多，从而使这种影响越来越明显。此外，分布式光伏接入的重要影响是造成馈线上的电压分布改变，其影响的大小与接入容量、接入位置密切相关。光伏发电产生的直流电需要通过逆变器变为交流电才能并网，在逆变时逆变器内的电子器件会产生一定的谐波污染，除了谐波污染之外还会产生项间电压不平衡等问题，在这之中谐波产生的危害更为严重，会引起多方面的问题。
2.2对配电网网损、配电网潮流的影响
在配电网中的负荷近旁接入分布式发电系统后，整个网络的负荷分布和线路潮流分布主要有三种情况：（1）是所有负荷节点处的负荷量均大于该节点处分布式电源的输出量。（2）是至少有一个负荷节点处的负荷量小于该节点处分布式电源的输出量，但系统的总负荷量大于所有分布式电源的输出总量。（3）是至少有一个负荷节点处的负荷量小于该节点处分布式电源的输出量，且系统的总负荷量小于所有分布式电源的输出总量。对于（1），分布式发电的引入没有改变潮流的方向，但配电网中所有线路的损耗减小；对于情况（2），分布式发电的引入使线路潮流产生逆流，可能导致网络中某些线路的损耗增加，但配电网的总体线路损耗有可能减小；对于情况（3），如果所有分布式电源的发电总量小于两倍的负荷总量，那么分布式发电的影响与情况二相同，否则将使配电网的线路损耗增加。由此可见，引入分布式发电会改变线路潮流的方向和大小，可能增大也可能减小线路损耗，这取决于分布式电源的位置、与负荷量的相对大小以及网络的拓扑结构等因素。如果配电网中含有风力发电或太阳能光伏发电系统，由于它们的发电容量输出与气候有关，具有随机变化的特性，以上三种负荷分布情况可能会在配电网中交替出现，使系统的潮流具有随机性，传统的潮流算法将不再适用。
2.3对系统电压波动的影响
传统配电网中，有功、无功负荷随时间变化会引起系统电压波动。朝线路末端方向，电压的波动越来越大。如果负荷集中在系统末端附近，电压的波动会更大，一般尽量避免这种情况的发生。分布式发电（DG）接入配电网后，会影响系统电压的波动，使其增大或减小，主要通过2种方式：（1）分布式发电（DG）与当地的负荷协调运行，即当该负荷增加（或减小）时，分布式发电（DG）的输出量增加（或减小），此时分布式发电（DG）将抑制系统电压的波动；（2）分布式发电（DG）不与当地的负荷协调运行，如利用自然资源发电的DG，由于其输出受自然资源的可利用性影响很大，一般很难控制，所以这类DG很难与当地的负荷协调运行，此时DG将增大系统电压的波动。
2.4对电网可靠性的影响
分布式发电（DG）对电网可靠性的影响要视具体情况而定：（1）系统正常工作时与配电网配合良好的分布式发电（DG）可缓解配电网的过负荷和网络堵塞，增加其输电裕度，同时可缓解电压骤降，增强对配电网的电压调节能力，减少其损耗；分布式发电（DG）作为后备电源，在系统停电时仍可为用户提供电源以减少其停电时间，有利于提高配电网的可靠性水平。（2）与配电网系统保护设备配合不好时分布式发电（DG）可能使相连接的系统保护设备误动作，同时，分布式发电（DG）安装地点不适当、容量和连接方式也会降低配电网可靠性。
2.5对系统保护的影响
由于分布式电源的接入可能导致双向潮流，并且一些分布式电源（如风电）出力的随机性和波动性将导致其频繁的投切，这些都对传统的继电保护产生极大的威胁，主要体现在以下几个方面：（1）对于继电保护中的电流保护，在未接入分布式电源之前，当线路发生故障时，继电器可以通过检测到故障电流及时动作；在分布式电源接入以后，系统潮流的大小和方向都可能发生变化，进而可能和故障电流叠加后使流过继电器中的电流减少，继电保护因此可能失效，甚至可能出现保护的死区。（2）分布式电源一般安装在母线上，当母线附近区域发生故障时，分布式电源的出力可能使得所在线路继电器检测到的电流大于继电保护的整定值，进而发生误动作，引发无故障跳闸。（3）分布式电源对自动重合闸的影响。电力系统中的故障大多数是瞬时的，因此自动重合闸装置可以有效地对因为瞬时故障而跳开的线路断路器重新合闸，从而大大增加了供电的可靠性。当分布式电源接入以后，当线路发生故障跳开时，如果分布式电源继续向故障点供电，就有可能造成持续电弧，导致绝缘子击穿，自动重合闸失败。 3、对策措施
3.1有功功率控制
通过10kV（6kV）～35kV电压等级并网的分布式光伏发电并网自身需要有一定的有功功率调节能力，需要能够根据需要调节电源的有功功率输出，使用分布式光伏发电最大输出功率及功率变化率符合国家的相关规定，保障电网的顺利运行。
3.2对电流速断保护
当配电网接入PV后，其相当于双侧电源供电，在未使用该方法前如果任意一侧保护区外的相邻线路出现了故障，那么保护装置都会进行动作，来实现对双侧线路的保护，从而出现了误动作。电流速断保护是防止继电保护装置误动作和不动作的重要方法，该方法在原有继电保护装置的基础上，对电流的选择发生了明显的改变，也就是说其不再单独依靠电流流经保护装置时的大小来判断是否要进行保护动作，而是根据躲过被保护线路末端短路时的最大短路电流来判断的，根据流经自身的电流与保护区域外短路时的最大短路电流而获得的选择性电流保护。
3.3确保计量安全的对策
（1）加强对《电力法》、《计量法》、《供电营业规则》的宣传，让用户明白窃电行为触及法律，需要承担相应的法律责任。（2）建立覆盖所有光伏发电地区的光伏发电量监测系统，根据日照强度、气象条件、关口表电量和总表电量，对光伏发电量相关数据进行跟踪分析，设置报警阈值实施常态监控，对于偏离参考站点过多的用户进行重点稽查。（3）推广智能电表的应用，确保对采集数据的实时在线监测。同时进一步加强装表接电管理，通过规范化走线、表箱、封签等硬件手段防范窃电行为的发生。（4）对未投运的光伏项目，加强设计审查、工程验收工作，完成信息建档备案工作。（5）对已投运的低压光伏项目，加大现场用电检查力度，缩短用电检查周期，重点关注关口表前后接线。（6）在计量技术监督、质量跟踪工作中加大对光伏用户的抽检比例，必要时进行现场检验测试。（7）进一步深入分析并开展技术研究，以现有的用电信息采集系统为基础，研究开发软件防范功能和硬件防范设备。
3.4确保检修安全的对策
3.4.1加强检修安全管理
分布式光伏电源并网孤岛运行是影响检修安全的重要因素。因此，需要通过加强检修管理措施的制定，及时修订相关检修管理规程，进一步加强含分布式光伏电源并网配电网的检修安全。（1）制订包含分布式光伏电源并网的配电网检修管理规定，强化光伏发电及所接配电网检修安全管理，避免在配电网和送出线路检修过程中分布式光伏电源向电网送电，危及人身安全。（2）严格执行《安规》中关于保障安全的技术措施，先验电，若带电，则提前通知相关分布式光伏电源业主，断开进线开关。
3.4.2规范技术手段
（1）加强入网检测，以及对分布式并网光伏逆变器欠压防孤岛保护功能的检测，确保在系统开关跳开后，并网光伏电源系统自动切除。（2）加强技术监督，贯彻《分布式光伏发电的技术监督规定》，对以非常规途径接入220/380V配电网的分布式光伏电源加强稽查，确保分布式光伏并网配置失压跳閘、检有压合闸开关和孤岛解列功能。（3）采用联动方式，当配电总开关跳开后，联动跳开下级所有电源的公共连接点开关。（4）加装负控装置，在检修时，分布式光伏电源的防孤岛保护装置失效的情况下，实现对分布式光伏并网点开关的远程控制。（5）加装进线开关PT，确保在配网发生失压时，分布式光伏并网配置失压跳闸、检有压合闸功能有效。
4、结束语
分布式光伏发电并网后，对配电网运行安全、检修安全以及计量安全等都带来了一定的影响。在配电网运行安全方面，由于分布式光伏发电系统提供的峰值电流时间小于保护发送跳闸命令的时间，因此其对保护的影响可以忽略；对已投运的配电自动化系统无需对硬件作出改动，通过软件调整就能够适应分布式光伏发电并网接入。建议对中低压配电网变电站10kV出线开关保护的影响可以忽略；对更大容量的分布式光伏电源接入，可通过利用分布式光伏脱网特性与重合闸的配合来进行准确的故障定位。
参考文献：
[1]陈树勇，鲍海，吴春洋，张东霞，韩奕.分布式光伏发电并网功率直接控制方法[J].中国电机工程学报，2011，10：6-11.
[2]许晓艳，黄越辉，刘纯，王伟胜.分布式光伏发电对配电网电压的影响及电压越限的解决方案[J].电网技术，2010，10：140-146.
[3]高正平.分布式光伏发电并网对电网公司运营影响的分析[J].电力需求侧管理，2013，06：34-37.
[4]郑颖春.分布式光伏发电运行特性及其对配电网的影响[J].电子技术与软件工程，2013，23：173-174.
【关键词】 分布式光伏并网；配电网；影响；发展
引言：
分布式光伏发电对优化能源结构、推动节能减排、实现经济可持续发展具有重要意义。当前，在国家相关产业政策支持下，我国分布式光伏发电发展迅猛、潜力巨大，但由于这些光伏发电系统规模小、数量多，大量分布式光伏发电的接入将对电网的安全产生显著影响。分布式光伏发电大量接入配电网（10kV及以下中低压配电网）后，将改变电力系统在中低压层面的结构与运行方式，使得配电网从一种垂直的辐射式网络转变为多电源的水平式网络。
1、光伏发电系统发展现状
在可再生资源的开发利用中，并网的光伏发电技术是发展最迅速的技术，而对这一技术的发展起到激发作用的就是固定上网电价。德国是在本世纪初开始实行这一政策的，在世界上处在领先的地位。欧洲的有关机构也对这一技术的发展进行了预估：到二十年代，世界上的太阳能发电总量将会是所有能源的百分之一，到了本世纪中叶，就可以达到五分之一，世纪末将超过一半。在这方面，我国也推行了一些发展策略。要求通过提升能源的开发率让能源使用更加广泛，提升能源的使用率来降低使用的成本。有关专家认为，到2025年，我国新能源发电就可以占据总发电量的四分之一，因为太阳能光伏发电越来越频繁，利用提升发电率来降低成本，稳定电网也受到了世界各国的广泛关注。如今的光伏发电技术日益成熟，也朝着并网发电以及建筑结合发电的方向发展。当然，国内的这一技术仍然存在一些问题，比如大多数的原材料依然需要进口才能获取，而产品也是大多运到了国外，高价买材料，低价售产品，国内的市场一直停滞不前，这才让我国现在的光伏产业结构发生了调整。
2、分布式光伏发电并网对电网造成的影响
2.1对电能质量产生影响
光伏發电产生的是直流电，通过逆变器中的电力电子器件转换成三相交流电并网。由于电力电子器件的存在，并网逆变器产生的交流正弦波与常规旋转电机产生的正弦波有着不小的区别，这些都造成光伏发电并网影响电能质量，其影响主要体现在电压波动和谐动两个方面，光伏发电主要是通过太阳光照进而产生电能的，太阳照射的强度以及照射的时间的等都会对产生的电能造成一定的影响，使电能产生一定的时间、间歇等特点，这些都会对电网的电压稳定造成影响，容易造成波动闪变，而随着国家加快推进分布式光伏的装机容量，并网的光伏发电会越来越多，从而使这种影响越来越明显。此外，分布式光伏接入的重要影响是造成馈线上的电压分布改变，其影响的大小与接入容量、接入位置密切相关。光伏发电产生的直流电需要通过逆变器变为交流电才能并网，在逆变时逆变器内的电子器件会产生一定的谐波污染，除了谐波污染之外还会产生项间电压不平衡等问题，在这之中谐波产生的危害更为严重，会引起多方面的问题。
2.2对配电网网损、配电网潮流的影响
在配电网中的负荷近旁接入分布式发电系统后，整个网络的负荷分布和线路潮流分布主要有三种情况：（1）是所有负荷节点处的负荷量均大于该节点处分布式电源的输出量。（2）是至少有一个负荷节点处的负荷量小于该节点处分布式电源的输出量，但系统的总负荷量大于所有分布式电源的输出总量。（3）是至少有一个负荷节点处的负荷量小于该节点处分布式电源的输出量，且系统的总负荷量小于所有分布式电源的输出总量。对于（1），分布式发电的引入没有改变潮流的方向，但配电网中所有线路的损耗减小；对于情况（2），分布式发电的引入使线路潮流产生逆流，可能导致网络中某些线路的损耗增加，但配电网的总体线路损耗有可能减小；对于情况（3），如果所有分布式电源的发电总量小于两倍的负荷总量，那么分布式发电的影响与情况二相同，否则将使配电网的线路损耗增加。由此可见，引入分布式发电会改变线路潮流的方向和大小，可能增大也可能减小线路损耗，这取决于分布式电源的位置、与负荷量的相对大小以及网络的拓扑结构等因素。如果配电网中含有风力发电或太阳能光伏发电系统，由于它们的发电容量输出与气候有关，具有随机变化的特性，以上三种负荷分布情况可能会在配电网中交替出现，使系统的潮流具有随机性，传统的潮流算法将不再适用。
2.3对系统电压波动的影响
传统配电网中，有功、无功负荷随时间变化会引起系统电压波动。朝线路末端方向，电压的波动越来越大。如果负荷集中在系统末端附近，电压的波动会更大，一般尽量避免这种情况的发生。分布式发电（DG）接入配电网后，会影响系统电压的波动，使其增大或减小，主要通过2种方式：（1）分布式发电（DG）与当地的负荷协调运行，即当该负荷增加（或减小）时，分布式发电（DG）的输出量增加（或减小），此时分布式发电（DG）将抑制系统电压的波动；（2）分布式发电（DG）不与当地的负荷协调运行，如利用自然资源发电的DG，由于其输出受自然资源的可利用性影响很大，一般很难控制，所以这类DG很难与当地的负荷协调运行，此时DG将增大系统电压的波动。
2.4对电网可靠性的影响
分布式发电（DG）对电网可靠性的影响要视具体情况而定：（1）系统正常工作时与配电网配合良好的分布式发电（DG）可缓解配电网的过负荷和网络堵塞，增加其输电裕度，同时可缓解电压骤降，增强对配电网的电压调节能力，减少其损耗；分布式发电（DG）作为后备电源，在系统停电时仍可为用户提供电源以减少其停电时间，有利于提高配电网的可靠性水平。（2）与配电网系统保护设备配合不好时分布式发电（DG）可能使相连接的系统保护设备误动作，同时，分布式发电（DG）安装地点不适当、容量和连接方式也会降低配电网可靠性。
2.5对系统保护的影响
由于分布式电源的接入可能导致双向潮流，并且一些分布式电源（如风电）出力的随机性和波动性将导致其频繁的投切，这些都对传统的继电保护产生极大的威胁，主要体现在以下几个方面：（1）对于继电保护中的电流保护，在未接入分布式电源之前，当线路发生故障时，继电器可以通过检测到故障电流及时动作；在分布式电源接入以后，系统潮流的大小和方向都可能发生变化，进而可能和故障电流叠加后使流过继电器中的电流减少，继电保护因此可能失效，甚至可能出现保护的死区。（2）分布式电源一般安装在母线上，当母线附近区域发生故障时，分布式电源的出力可能使得所在线路继电器检测到的电流大于继电保护的整定值，进而发生误动作，引发无故障跳闸。（3）分布式电源对自动重合闸的影响。电力系统中的故障大多数是瞬时的，因此自动重合闸装置可以有效地对因为瞬时故障而跳开的线路断路器重新合闸，从而大大增加了供电的可靠性。当分布式电源接入以后，当线路发生故障跳开时，如果分布式电源继续向故障点供电，就有可能造成持续电弧，导致绝缘子击穿，自动重合闸失败。 3、对策措施
3.1有功功率控制
通过10kV（6kV）～35kV电压等级并网的分布式光伏发电并网自身需要有一定的有功功率调节能力，需要能够根据需要调节电源的有功功率输出，使用分布式光伏发电最大输出功率及功率变化率符合国家的相关规定，保障电网的顺利运行。
3.2对电流速断保护
当配电网接入PV后，其相当于双侧电源供电，在未使用该方法前如果任意一侧保护区外的相邻线路出现了故障，那么保护装置都会进行动作，来实现对双侧线路的保护，从而出现了误动作。电流速断保护是防止继电保护装置误动作和不动作的重要方法，该方法在原有继电保护装置的基础上，对电流的选择发生了明显的改变，也就是说其不再单独依靠电流流经保护装置时的大小来判断是否要进行保护动作，而是根据躲过被保护线路末端短路时的最大短路电流来判断的，根据流经自身的电流与保护区域外短路时的最大短路电流而获得的选择性电流保护。
3.3确保计量安全的对策
（1）加强对《电力法》、《计量法》、《供电营业规则》的宣传，让用户明白窃电行为触及法律，需要承担相应的法律责任。（2）建立覆盖所有光伏发电地区的光伏发电量监测系统，根据日照强度、气象条件、关口表电量和总表电量，对光伏发电量相关数据进行跟踪分析，设置报警阈值实施常态监控，对于偏离参考站点过多的用户进行重点稽查。（3）推广智能电表的应用，确保对采集数据的实时在线监测。同时进一步加强装表接电管理，通过规范化走线、表箱、封签等硬件手段防范窃电行为的发生。（4）对未投运的光伏项目，加强设计审查、工程验收工作，完成信息建档备案工作。（5）对已投运的低压光伏项目，加大现场用电检查力度，缩短用电检查周期，重点关注关口表前后接线。（6）在计量技术监督、质量跟踪工作中加大对光伏用户的抽检比例，必要时进行现场检验测试。（7）进一步深入分析并开展技术研究，以现有的用电信息采集系统为基础，研究开发软件防范功能和硬件防范设备。
3.4确保检修安全的对策
3.4.1加强检修安全管理
分布式光伏电源并网孤岛运行是影响检修安全的重要因素。因此，需要通过加强检修管理措施的制定，及时修订相关检修管理规程，进一步加强含分布式光伏电源并网配电网的检修安全。（1）制订包含分布式光伏电源并网的配电网检修管理规定，强化光伏发电及所接配电网检修安全管理，避免在配电网和送出线路检修过程中分布式光伏电源向电网送电，危及人身安全。（2）严格执行《安规》中关于保障安全的技术措施，先验电，若带电，则提前通知相关分布式光伏电源业主，断开进线开关。
3.4.2规范技术手段
（1）加强入网检测，以及对分布式并网光伏逆变器欠压防孤岛保护功能的检测，确保在系统开关跳开后，并网光伏电源系统自动切除。（2）加强技术监督，贯彻《分布式光伏发电的技术监督规定》，对以非常规途径接入220/380V配电网的分布式光伏电源加强稽查，确保分布式光伏并网配置失压跳閘、检有压合闸开关和孤岛解列功能。（3）采用联动方式，当配电总开关跳开后，联动跳开下级所有电源的公共连接点开关。（4）加装负控装置，在检修时，分布式光伏电源的防孤岛保护装置失效的情况下，实现对分布式光伏并网点开关的远程控制。（5）加装进线开关PT，确保在配网发生失压时，分布式光伏并网配置失压跳闸、检有压合闸功能有效。
4、结束语
分布式光伏发电并网后，对配电网运行安全、检修安全以及计量安全等都带来了一定的影响。在配电网运行安全方面，由于分布式光伏发电系统提供的峰值电流时间小于保护发送跳闸命令的时间，因此其对保护的影响可以忽略；对已投运的配电自动化系统无需对硬件作出改动，通过软件调整就能够适应分布式光伏发电并网接入。建议对中低压配电网变电站10kV出线开关保护的影响可以忽略；对更大容量的分布式光伏电源接入，可通过利用分布式光伏脱网特性与重合闸的配合来进行准确的故障定位。
参考文献：
[1]陈树勇，鲍海，吴春洋，张东霞，韩奕.分布式光伏发电并网功率直接控制方法[J].中国电机工程学报，2011，10：6-11.
[2]许晓艳，黄越辉，刘纯，王伟胜.分布式光伏发电对配电网电压的影响及电压越限的解决方案[J].电网技术，2010，10：140-146.
[3]高正平.分布式光伏发电并网对电网公司运营影响的分析[J].电力需求侧管理，2013，06：34-37.
[4]郑颖春.分布式光伏发电运行特性及其对配电网的影响[J].电子技术与软件工程，2013，23：173-174.