基于分布式光伏发电系统接入电网的设计有关思考

郭莉莉

摘要：随着时代的发展进步，我国的能源开发范围也在逐渐扩大。人们生活生产对于能源的需求越来越多，要求越来越高，但是传统能源却在日益枯竭，如果不能开发出能够重复利用的新能源，必然将导致未来人们的生活生产无法顺利进行。分布式光伏发电系统是一种将太阳能转变成电能的装置，目前得到了社会关注，认为该系统发展前景非常可观。但是在实际的应用中，分布式光伏发电系统并网设计成为了相关工作者的关注重点，如何在保证提升发电量的同时避免不利之处，必须进行重点分析和探究。

关键词：太阳能;电能;分布式;光伏发电;电网;设计

太阳能发电，也可以称为光伏发电，属于国家全新的能源项目类型，原理是利用半导体材料产生光伏效应，将太阳辐射转变成电能，属于较新型的发电技术。光伏发电系统，指的就是光伏发电过程中所有设备和材料的总称，主要成分包括光伏组件、交流配电系统、逆变器等等。分布式光伏发电系统的设计将直接决定系统应用效果，如何进行接入电网设计就成了当前需要重点研究的内容。

一、分布式光伏发电系统组成

（一）太阳能电池组

目前常用的太阳能电池组材料是结晶硅，太阳照射的条件下会导致材料上形成掺杂层，产生大面积的PN结，生成光生电压，太阳能电池的P和N端连接到负载上以后就能够产生电流通道，将太阳能转变成电能。

（二）蓄电池

蓄电池在系统中的作用是储能，其运作方式是将太阳能电池转化得到的电能储存起来，如果因为阴天、雨天等天气无法照射太阳光，太阳能电池组无法作用，那么蓄电池就能够释放储存的电能。通常情况下，分布式光伏发电系统蓄电池选择需要参考当地的日照情况保证蓄电池安全可靠，同时也要兼顾经济方面的合理性，尽可能提升系统的经济效益。

（三）充电控制器

充电控制器的设置能够帮助保护蓄电池，避免过充放电造成的危害，同时对太阳能电池组输送的电流和电压进行控制，对于蓄电池输出电流和电压也能够进行控制，合理控制充电和放电过程，保护蓄电池避免寿命过短。

（四）逆变器

太阳能转变成电能得到的是直流电，必须对其进行处理转变成交流电才能接入电网。逆变器能够对直流电进行控制和保护，接收到太阳能电池组的电流和电压信号以后，能够向主电路发出信号，将直流电转变成正弦电流，达成系统并网发电的目标。

二、分布式光伏发电系统接入电网的不利之处

（一）电压

光伏电源接入到电网中以后，因为馈线上传输功率下降，会导致馈线各个负荷点的电压提升，进而造成负荷节点的电压偏移或是超标情况，具体数量和电源的位置和容量有关。光伏电源会受到太阳辐照度的影响，所以局部配电线路可能会出现电压闪变的情况，与负荷改变相互叠加，将会造成更严重的电压波动。

（二）电流

光伏系统会产生逆向短路电流，位置在保护下游，短路点则在上游，光伏系统对于故障点和保护会产生影响，应当系统容量过大，那么就可能提供较高的短路电流造成误跳闸。

（三）谐波

光伏系统中的逆变器含有大量的电力电子元件，直流电变化成交流电的过程中会产生谐波，谐波进入到电网中以后会污染电网。

（四）孤岛效应

孤岛效应的出现会造成一系列的问题，具体危害包括：对于检修人员造成了威胁;缺乏大电网支持导致供电质量下降，用电设备容易损坏;电网恢复供电以后，相位不同步会导致电流过大造成冲击。

光伏发电系统接入到电网中以后，对于电网将造成较多不良影响，综合来看该系统属于不友好的电网电源。

三、分布式光伏发电系统接入电网的设计要点

参考以往的光伏发电项目经验以及国家电网出台的通知，光伏发电系统接入电网的设计要点包括：

光伏发电系统接入到电网中需要综合参考自身的发电容量、供电网络选择合适的电压，控制电能质量。并网过程中，并网点处的电压如果超过了规定范围，那么需要根据国家规定要求停止分布式发电系统的送电。例如并网点的电压在额定电压在85%-110%之间，电网是能够正常运行的，若是超过这个范围，或是没有达到这个范围，那么必须在0.2s之内停止光伏系统的供电。分布式光伏发电系统计入电网需要综合参考供电线路的实际情况统筹分析，电压等级要求包括：接入容量在1000kW以下，接入电压等级为380V，接入容量超过1000kW，那么接入电压等级为10kV;同一个客户380V接入电压接入点必须在5个以下，总容量不能超过5000kW;如果接入电压为380V，那么光伏专用变压器发电总量需要低于配电变压器容量的85%，而且公用变压器发电总量需要低于配电变压器容量的25%。

将光伏发电系统接入到电网中以后会对电网产生影响，导致波动或闪动，为了避免这种不良影响，需要在设计期间加入电能质量检测装置。系统接入到电网中以后，需要对相关的PCC点进行电压检测，查看是否满足标准规定，具体包括：接入电网时供电电压偏差必须在7%以下;并网点的频率需要控制在49.5-50.2Hz之间，若是频率范围超过，不符合系统正常运行规范，就需要保证逆变控制器能够在0.2s之内切断输电工作;光伏发电系统接入电网以后会导致连接点电压浮动，设计期间需要注意浮动必须控制在3%以下。

孤岛问题对于整个电网系统都会造成严重的不良影响，尤其是工作人员，会出现人身安全隐患。所以，在系统接入电网的过程中，需要通过设置孤岛检测的逆变器对系统进行监测，一旦发现孤岛问题，马上能够切断光伏系统和电网之间的连接，减低不良影响。

结语

综上所述，随着人们生活水平逐渐提升，对于新能源开发的要求也越来越高，太阳能作为价格低廉、可再生、储量大的能源在人们的生活中应用越来越广泛了。将分布式光伏发电系统接入到电网中能够帮助提升用电效率，但是实际应用中需要在设计阶段解决光伏系统带来的不利影响，推动系统可持续发展。

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