分布式光伏发电并网调度的探讨

黄志强（广东电网有限责任公司江门供电局，广东 江门 529000）

分布式光伏发电并网调度的探讨

黄志强
（广东电网有限责任公司江门供电局，广东 江门 529000）

摘 要：光伏发电并网体系最关键的就是光伏组件、汇流箱、逆变器、升压变压器、并网接入点、配套通讯体系。分布式光伏发电属于新型能源，有着很大的发展空间及前景，分布式光伏发电能够有效的缓解当下的能源危机，不过大规模的接进分布式光伏发电会严重的影响配电系统。

关键词：分布式光伏发电；并网调度；调度管理

近年来国家相关政策对光伏发电的支持以及分布式光伏发电并网技术的深化探究，其相关构建成本持续下降，分布式光伏发电并网运用率不断提升。不过，分布式光伏发电较大规模的接进直接影响了配电网的稳定，在并网时应全方位考虑其接入点的过电压、直流注进、谐波注进、继电保护配置以及相对应的网络潮流变化，这样才能有效的保障电力体系的运行安全。

1　光伏发电并网体系

分布式光伏发电并网体系是运用半导体光生伏特效应把相关的光子能量转化为直流电能，直流电能在经过一定程度的汇流升压逆变后逆变为三相、50Hz的单相或三相交流电，大中型的光伏电站则继续经过进一步汇流再通过升压变压器提升至更高一级电压，最终并进高压电网（如图1所示）。

2　光伏发电体系保护装置

根据保护装置的保护范围，光伏发电系统分为逆变设备之电网间交流保护设备、逆变设备保护设备、光伏板至逆变设备之间的直流保护设备。

2.1 逆变设备至电网间交流保护

光伏电站的相关并网线路一般配置独立的保护装置。位于电网侧的主要配置主保护和后备保护，主保护主要为电流速断保护，其特点是零秒速动，其可以迅速的将相关事故进行切除，后备保护主要为限时速断保护，属于临近或者是下级存在事故时进行带时限切除的一种有效保护，而光伏电站侧一般只是进行主保护配置，通常后备保护是不配置的。

2.2 逆变设备保护

逆变器中一般主要配置有电流、频率、电压控制和防孤岛保护。光伏逆变器具备一定的过电流能力，在电网中出现短路时会向电网系统输出一定的短路电流，一般不应该大于额定电流的1.5倍。并网的光伏电站要求配置防孤岛保护，要是光伏电站出现孤岛模式，防孤岛保护就能飞速的进行检测，经过对应逻辑部分执行以及电网链接断开。防孤岛保护方法是有着很多分类的，最常见的是被动式及主动式，这两种方式一定要同时具备，被动防孤岛保护方法其关键是电压的相位跳动、频率变化率以及三次电压谐波变动；相对的主动防孤岛保护方法关键是电流脉冲、无功功率变动、有功功率变动、频率偏离的注进所导致的阻抗变动。

2.3 光伏板至逆变设备之间的直流保护设备

逆变器设备至太阳能光伏板间的配置直流保护，一般是利用空气开关来呈现的，因为逆变器在靠近电网体系侧时已经装设了逆变器保护，另一侧是不需要装设的，只要在相关光伏板侧进行直流保护配置。因为光伏板是需要较为特殊的材料来制作的，在负荷电流较大时可以设定最大额定电流为相对应的限制时，光伏板则会开始板面破裂及鼓肚等现象，这时空气开关就一定要使用高精度的材料来制作，这样才能充分的满足逆变设备至光伏板间的直流保护运作需求及要求，直流开关开断电流是对应光伏板的最大额定电流进行选择整定。

3　分布式发电并网调度

3.1 并网调度管理范围规划

目前根据电网调度管理规则，电网调度只是管理至配电网及光伏电源连接的电网进线对应并网接入点（正常为产权分界点）电气装置，在并网接入点之下的电气装置是由光伏发电用户自行管理且操作维护的，其相关的装备属于电网调度所许可的装置。若是光伏发电经过逆变设备断路器的解环以及合环操作，则是需要电网调度的同意。

3.2 光伏发电并网投运

光伏电源的投运顺序有五个关键的步骤，第一步是经由电网调度指挥，用系统带保护的相关分段、分支、环网以及开闭所的开关，对光伏电源并网线路进行冲击，在站内的母线和相关附属装置进行充电，在第一步正常之后，开始第二步，经由光伏发电依据从上至下原则，对光伏电站的内部附属装置、电力电缆进行一定程度的充电，逆变设备交流输进侧带电正常，注意逆变装置内的交流开关应断开；第三步是经由光伏发电站把相对应的光伏板至逆变设备直流位置进行一定的冲击，在完成直流输进回路充电时，逆变设备装置内的直流开关应合上并保持运作良好；第四步是光伏电源内部的逆变设备所装设的相关交流开关合上并保持良好的运行；第五步是光伏电源的链接光伏板并网开关应该进行时限性调整，经过依据光伏发电自身装置的差别展开20s～300s范围展开一定的整定，这时通过该可调动的延时时间之后，则就可以将并网开关启动，把光伏电源及对应配电网实行并网。

3.3 并网发电计划管理

图1 光伏发电并网系统结构图

光伏电源并网发电应该依据电网系统来指定对应计划展开发电，在并网光伏电源的容量较大时就需要功率控制系统的安装，与火力发电厂的对应AGC系统相同，控制光伏电源有功功率的输出并网，并快速的接受电网调度的有功出力的控制指令，在依据该系统进行自动执行，光伏电源有功功率的正常稳定输出最大的功率与变化率要依据电网调度的给定值，并依据远动信号对其展开跟踪考核，光伏电源功率输出会影响系统的稳定运行，特别是在系统电网的特殊运行方式及事故时，光伏电源的相关功率输出影响也是极为明显。光伏电源会随着太阳光的辐射度而降低，其输出功率也会降低，尤其是在雷雨天气时，光伏电源会受到极大的影响，其对应输出功率会急速降低，这也就需要光伏电源应具有输出功率变化率的限制力。实际上分布式光伏接入容量比较小时，其对电网系统的影响也不大，电网调度就不会下达发电功率曲线，在达到一定容量后，这就要求按发电功率曲线运行，以便于达到电网系统潮流影响。因为光伏板不会产生无功功率，其只具有输出有功功率，这需要从电网吸收较少的无功，该状态下由于要求光伏电源参与电网系统的无功电压调节，光伏电源在早期建设时需要配置自动无功补偿设备，并且其要运行电气装置就必须是有载调压。对较小或者是早期的小容量临时性并网光伏电源，只需对相关月度并网电量展开一定的考核管理，由于其对电网系统影响不大，则就不需要装设功率控制系统，不过要确保并网装置的安全稳定运作。

3.4 光伏电源解合环

在光伏发电正常运作之后，一般是依据太阳光，经过相对应的逆变器设备展开自动化检测，自动的完成相关并网发电操作；而展开计划性退网时，光伏电源应该先经过断开光伏板侧的直流开关，逆变设备停机后再断开相关逆变设备侧的交流开关，并依据实际状况对设备进行停电操作。当光伏电源的并网容量不大时，可不用断开光伏板侧直流开关，可进行直接的逆变设备停机操作，或者是逆变设备侧的交流开关断开；光伏电源展开计划性并网时，可依据上步骤逆程序进行。光伏电源的输出功率大时，在启动并网时要依据其相关输出有功功率逐步并网，以便于保障其相关变化不会超出所设置的最大功率变化率，确保系统能够稳定运作，退网切除光伏电源有功功率时还要注意在电网允许的功率变化范围之内；若是装置出现事故时或者是电网体系出现事故时，光伏电源的非计划退网应由逆变设备和保护装置展开自动检测，自动完成解合环的相关操作，并即刻将事故点隔离，以便于有效的防止故障蔓延。

结语

分布式光伏发电并网调度的主要特点就是太阳电池组件来产生一定的直流电，通过并网逆变器转化成符合电网需求及要求的交流电，最终接入配电网。随着严峻的能源形势以及人类生态环境恶化促使世界光伏产业及市场发展迅猛，分布式光伏发电并网容量将不断提升，而光伏电站主要保护配置在并网逆变器中，其装置功能的优劣和多套装置之间的配合整定问题将会影响电网的安全稳定运行。所以对光伏并网发电以及相关技术的深入探讨有着很大的实用性意义。

参考文献

[1]孙潇琳，王存旭.分布式发电对配电网的影响探讨[J].沈阳工程学院学报（自然科学版），2014（03）.

[2]孙高峰.浅谈分布式光伏发电[J].电脑知识与技术，2014（10）.

[3]孙献春，徐光福，黄宏盛，严伟，张春合，冯超.分布式光伏发电并网接口装置研制与应用[J].华东电力，2014（01）.

中图分类号：TM615

文献标识码：A

作者简介：黄志强（1977—），男，广东江门人，大学本科，技师，长期从事电力系统调度运行管理工作。