分布式光伏發(fā)電對配電網(wǎng)電壓的影響及電壓越限的解決方案

邱亮新

摘要：現(xiàn)階段，我國社會和經(jīng)濟(jì)取得了快速發(fā)展，我國的電力行業(yè)也取得了快速發(fā)展。光伏發(fā)電技術(shù)作為新型的發(fā)電技術(shù)，由于具有自身獨(dú)特的特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。文章對分布式光伏發(fā)電對配電網(wǎng)電壓的影響及電壓越限的解決方案進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：分布式光伏發(fā)電；配電網(wǎng)電壓；電壓權(quán)限；解決方案；電力行業(yè)；發(fā)電技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM615 文章編號：1009-2374（2016）20-0137-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.20.068

1 概述

隨著我國電力行業(yè)的不斷發(fā)展，在電力系統(tǒng)中，科技含量越來越高，也在很大程度上促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展。光伏發(fā)電作為一種新型的發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)主要是依靠太陽能，因此在實(shí)際運(yùn)行過程中具有無污染的特性，但是較容易受到外界環(huán)境的影響。這類發(fā)電在太陽能的構(gòu)建下主要有兩種途徑：第一，在中高電壓路徑下，接入某一輸電網(wǎng)；第二，依托低電壓的線路，但是分布式光伏發(fā)電對配斷網(wǎng)的電壓產(chǎn)生重要的影響，出現(xiàn)了電壓越限的問題，因此提出合理科學(xué)的解決措施就十分必要。

2 體系架構(gòu)

在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，主要制備的原材料是半導(dǎo)體。這些裝置可以實(shí)現(xiàn)將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽@個系統(tǒng)的主要組成部分是控制器、電池板、蓄電池、逆變器。光伏發(fā)電系統(tǒng)具有自身獨(dú)特的優(yōu)勢，在進(jìn)行并網(wǎng)中可以實(shí)現(xiàn)將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，同時(shí)也具有一種安全、可靠以及便捷的特點(diǎn)。目前，在實(shí)際使用中已經(jīng)得到了很好的應(yīng)用?，F(xiàn)階段，主要有兩種主要的光伏發(fā)電站形式：分布式光伏發(fā)電站以及集中型光伏發(fā)電站。而根據(jù)光伏發(fā)電站在實(shí)際安裝過程中，根據(jù)環(huán)境的不同，可以分為三種形式：山丘電站、荒漠電站以及屋頂電站。如圖1為典型的分布式光伏發(fā)電站圖：

隨著對光伏發(fā)電站的投入資金越來越多，已經(jīng)得到了很大的收入回報(bào)，光伏電站經(jīng)過了前期的發(fā)展，在設(shè)計(jì)階段已經(jīng)做到科學(xué)精細(xì)化，而在電站的選址上還需要進(jìn)行深入的考慮。

3 配網(wǎng)電壓凸顯的影響

在光伏發(fā)電技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，在進(jìn)行并網(wǎng)的過程中，還存在很多的問題，進(jìn)而給配網(wǎng)電壓帶來很多的影響，影響了光伏發(fā)電的順利發(fā)展。

3.1 節(jié)點(diǎn)配網(wǎng)架構(gòu)

傳統(tǒng)在進(jìn)行配網(wǎng)接線時(shí)，主要存在如下的特點(diǎn)：整合樹干式銜接、輻射接線以及環(huán)網(wǎng)銜接。在這集中形式中，環(huán)網(wǎng)銜接主要存在開式運(yùn)行。因此，在實(shí)際運(yùn)行之前，要對配網(wǎng)設(shè)置一定的架構(gòu)，主要成輻射架構(gòu)。節(jié)點(diǎn)配網(wǎng)框架具有一定獨(dú)特的特點(diǎn)，主要涵蓋了很多線路，如架空線路、混合線路等，在整合這類網(wǎng)絡(luò)中存在很多的節(jié)點(diǎn)，為了有效地對各個時(shí)段內(nèi)的負(fù)載數(shù)值進(jìn)行一定的協(xié)調(diào)，對于體系內(nèi)的變壓器的調(diào)和范圍應(yīng)該有所限制，通常擬定在5%。配網(wǎng)母線會表現(xiàn)出很多的接線態(tài)勢，通常而言十分復(fù)雜，而體系內(nèi)的總?cè)萘恳矔鄳?yīng)的變大，會比母線供應(yīng)的負(fù)荷還要大。這種對負(fù)荷的變化，在對上級體系的干擾還是處于一個偏小的范圍，因此，在這種情況下，要提高調(diào)壓管控等措施?？梢詫⑦@些多重節(jié)點(diǎn)進(jìn)行一定的假設(shè)，都假設(shè)為一個電壓的源頭，這樣在進(jìn)行實(shí)際的電壓管控過程中，就會提高母線的布置節(jié)點(diǎn)，但是對于這種布設(shè)，還應(yīng)該處于一個正常的水平。

3.2 不同時(shí)段的電壓影響

在這些路徑內(nèi)的多重節(jié)點(diǎn)，都會搭配特定的負(fù)荷。如果在實(shí)際運(yùn)行過程中，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中不會存在這種電源，此時(shí)的功率就應(yīng)該設(shè)置為零。在考慮實(shí)際影響時(shí)，必須考慮等值阻抗、節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷。功率在實(shí)際注入過程中，應(yīng)該是在光伏電壓的構(gòu)架下，從最開始節(jié)點(diǎn)到后期的節(jié)點(diǎn)，這樣就會導(dǎo)致電壓被縮減，正是由于這種現(xiàn)象，導(dǎo)致這些關(guān)聯(lián)線路中，會增加線路的損耗等，進(jìn)而給電力企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失，因此在實(shí)際設(shè)定過程中，應(yīng)該設(shè)定成正數(shù)。

當(dāng)光伏電源接入到體系中時(shí)，就會使得電壓出現(xiàn)縮減效應(yīng)，這種縮減是處在偏大的范圍中，進(jìn)而使得疊加進(jìn)來的光伏電源的功率，被實(shí)際設(shè)置為有功功率，這種有功功率在實(shí)際運(yùn)行過程中，會帶來很大的影響，如使得節(jié)點(diǎn)架構(gòu)中的電壓發(fā)生變化，通常會使得電壓變大，進(jìn)而在實(shí)際運(yùn)算過程中被設(shè)置為一定的負(fù)數(shù)。如果線路電壓的差值凸顯成正數(shù)，就會漸漸縮減電壓，如果這個差值表現(xiàn)為負(fù)數(shù)，就會不斷的升高電壓。

3.3 歸結(jié)結(jié)論

分布式具有一定的新式電源，在實(shí)際配網(wǎng)框架內(nèi)，還會出現(xiàn)電壓的起落變化。這種負(fù)荷的變化會引起很多的問題，甚至出現(xiàn)電壓變大的情況，超出電源的變更，因此就會凸顯電壓的縮減影響。在實(shí)際運(yùn)行過程中，如果在節(jié)點(diǎn)的布設(shè)上進(jìn)行一定的細(xì)化，那么光伏電源的輸出功率就會大于這些負(fù)功率，就會增大母線上的原有電壓，如果這些節(jié)點(diǎn)都在實(shí)際中被銜接，就會使得這些路徑范圍內(nèi)的電壓損耗降低，這種降低損耗的措施，不僅可以提高電力企業(yè)的實(shí)際效益，還會促進(jìn)電力企業(yè)的快速發(fā)展，同時(shí)還有助于提升線路反饋中的總電壓。如果這些電源不帶有分布式態(tài)勢，就會改變負(fù)荷引起的電壓耗費(fèi)，從而在后期計(jì)算時(shí)，就會成為一定的正值，因此在路徑內(nèi)的電壓，只要還在設(shè)置的實(shí)際范圍之內(nèi)，就不會產(chǎn)生這種電壓越限。

4 解決途徑

根據(jù)上文所述，隨著我國科技水平的不斷提升，直接推動了我國電力行業(yè)的迅速發(fā)展，同時(shí)隨著光伏發(fā)電技術(shù)的出現(xiàn)，相比于傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)具有自身的獨(dú)特的優(yōu)勢，但是還會受到外界因素的影響，如當(dāng)外界的環(huán)境以及溫度變化時(shí)，就會直接影響發(fā)電量。同時(shí)分布式光伏發(fā)電會給配電網(wǎng)電壓帶來很大的影響，因此需要提出合理的解決措施。

4.1 儲能發(fā)電體系

分布式光伏發(fā)電方式主要整合了逆變器、匯流箱體以及初始光伏陣列。在這種情況下，供電主要依靠儲能配件，其次還可以分成配套管理部分、某些規(guī)格的蓄電池、能量管控裝置。儲能體系主要存在如下主要部分：某變流器、成套蓄電池等。在布設(shè)電池與變流器之間銜接雙向管控特有裝置。電流必備內(nèi)環(huán)在實(shí)際中發(fā)揮的作用是管控一定的電壓變化。在進(jìn)行這些路徑控制時(shí)，發(fā)揮著巨大的作用，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定不同時(shí)段的功率，同時(shí)對電壓還會進(jìn)行一定的穩(wěn)定。恒定電壓在直流側(cè)架構(gòu)，對諧波會產(chǎn)生一定的控制，確保交流處于一定的穩(wěn)定態(tài)勢。因此，在實(shí)際并網(wǎng)過程中，儲能體系必須要有這類的交流裝置，對于電源的這種模式，還可以實(shí)現(xiàn)一定的特殊功能，如充電和放電的過程，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)載可控，實(shí)現(xiàn)一定的平衡控制。

4.2 阻止越限電壓

針對光伏發(fā)電技術(shù)的實(shí)際特點(diǎn)，在我國經(jīng)過了一段時(shí)間的發(fā)展，現(xiàn)在在實(shí)際的應(yīng)用過程中，已經(jīng)取得了很好的應(yīng)用效果，給電力企業(yè)帶來了很多的利益收入。光伏發(fā)電在實(shí)際表現(xiàn)出的功率，還應(yīng)該控制在一定的合理范圍之內(nèi)，在計(jì)算功率曲線時(shí)，可以使用的計(jì)算方式是移動平均方法，相比于初始發(fā)電功率，這就產(chǎn)生凸顯的縮減。而在光伏架構(gòu)的子系統(tǒng)中，該曲線可以表征輸出功率的運(yùn)算總和，從而根據(jù)曲線的實(shí)際特點(diǎn)，就可以計(jì)算出各時(shí)段的功率。而針對這種移動平均的方式，可以采取比較獨(dú)特的滑窗方式，這種方式在實(shí)際計(jì)算過程中，具有很多的優(yōu)勢，可以精確地計(jì)算實(shí)際的功率，因此，在實(shí)際使用過程中可以達(dá)到最佳的效果。

5 解析仿真模型

現(xiàn)階段，在進(jìn)行解析仿真模型的選擇上有很多的方式，本次主要采用Matlab方法，在實(shí)際計(jì)算使用過程中，可以有效地解決電壓越限問題，因此，在仿真體系擬定之后，就含有了儲能變流裝置、模擬功率體系以及變換裝置。根據(jù)光伏發(fā)電在實(shí)際發(fā)電中的特點(diǎn)，具有一定的隨機(jī)特性，因此使用該模型可以很好地覆蓋相應(yīng)的移動部分，就可以計(jì)算出實(shí)際的功率，進(jìn)而得到比較精確的波形狀態(tài)。

通過這種方法，可以在光伏功率不斷變化的前提下，采用移動平均方法，從而得到曲線，相比于其他的計(jì)算方法，該方法更加精確，且計(jì)算效率更高。也會大幅度減少這種凸顯，阻止了越限電壓的偏大的情況，不僅提高了光伏發(fā)電在實(shí)際中的應(yīng)用效果，同時(shí)也促進(jìn)了光伏發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著我國社會和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國對電力行業(yè)的重視程度越來越高，直接推動了我國電力行業(yè)的迅速發(fā)展，而隨著光伏發(fā)電技術(shù)的出現(xiàn)，極大地推動了我國發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步，分布式光伏發(fā)電技術(shù)在實(shí)際運(yùn)行過程中會存在很多問題，如阻抗偏大等，因此采取必要的措施，解決這些問題就十分必要，從而促進(jìn)光伏發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展。

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