分布式光伏電源接入電網(wǎng)安全管理實踐與研究

趙煜國 袁秀梅

【摘 要】隨著社會的進(jìn)步，人們對于電能供應(yīng)的需求量也顯著增長。為了可以為廣大人民群眾提供更加優(yōu)質(zhì)的用電服務(wù)，很多電力企業(yè)都引進(jìn)了先進(jìn)的光伏電源，并且在實際應(yīng)用中也取得了不錯的成效。接下來，筆者將以光伏電源為核心內(nèi)容，對其基本概述、運行過程中潛在的安全風(fēng)險以及相對應(yīng)的安全管理措施等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)地探究。

【關(guān)鍵詞】分布式光伏電源；電網(wǎng)安全管理；優(yōu)化措施

光伏電源是近幾年來新興起的一種新型能源，其主要作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能供人們使用，以分布形式存在的光伏電源是目前很多電力企業(yè)采用的一種供電方式，為了可以有效地加強(qiáng)該類型光伏電源在公共電網(wǎng)中運行的安全性，電力企業(yè)需要不斷地加強(qiáng)對光伏電源電網(wǎng)運行的安全管理力度，這也是筆者將要與大家進(jìn)行分享的主要內(nèi)容。

一、光伏電源概述

以分布形式存在的光伏電源是國內(nèi)非常常見的一種電能儲存方式，其主要是由電池組件、匯流箱、逆變器、計量設(shè)備、方陣支架、配電柜、配電單元等構(gòu)件所組成的，該類型光伏電源的工作原理是在太陽對地面所產(chǎn)生的輻射中，通過電源內(nèi)特有的組件將所收集和獲取的太陽能轉(zhuǎn)化為可供人們使用的電能，并且將電能以直流電的形式由匯流箱傳輸至配電箱，再由逆變器將直流電源轉(zhuǎn)化為交流電源，接入到電網(wǎng)中來滿足人們的正常用電需求[1]。目前市場上常見的以分布形式存在的光伏電源類型有380V、220V、10kV、35kV等等。

二、風(fēng)險分析

（一）反送電風(fēng)險

當(dāng)該類型光伏電源與電網(wǎng)相連接后，工作人員在進(jìn)行設(shè)備停電檢修的過程中，很容易遇見電源點進(jìn)行孤島運行的情況，從而導(dǎo)致反送電的風(fēng)險顯著提升，對實施檢修作業(yè)的工作人員埋下安全隱患。反送電風(fēng)險主要是指光伏電源在與電網(wǎng)相連接時，若出現(xiàn)電源與所承載負(fù)荷之間出現(xiàn)不匹配的情況，則逆變器在電網(wǎng)斷電后及時地阻礙孤島的運行，從而引發(fā)發(fā)送電等相關(guān)安全事故的發(fā)生，逆變器在運行時不可避免地會存在一些孤島現(xiàn)象的檢測盲區(qū)，在這些盲區(qū)內(nèi)所發(fā)生孤島現(xiàn)象若不能被及時地檢測到，也會造成反送電風(fēng)險，影響光伏電池的順利運行。

（二）短路電流風(fēng)險

根據(jù)相關(guān)實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果我們可以得知，在機(jī)端短路的情況下，以逆變器為主的光伏電源為公共電網(wǎng)所傳輸?shù)亩搪冯娏骷s為其額定電流的1.1-1.5倍，以旋轉(zhuǎn)電機(jī)為主的光伏電源為公共電網(wǎng)所傳輸?shù)亩搪冯娏骷s為其額定電流的6-10倍。近幾年來，隨著國內(nèi)對于短路電流的用電需求量逐漸增加，因此光伏電源在實際應(yīng)用過程中出現(xiàn)短路電流風(fēng)險的概率也相應(yīng)地呈上升趨勢，希望短路電流的風(fēng)險問題可以引起光伏電源安全管理人員的高度重視。

（三）繼電保護(hù)風(fēng)險

該類型電源在電網(wǎng)的實際應(yīng)用大多情況下以低壓分散的方式為主，這些光伏電源的主要特征為電能儲存容量較小，因此與這些光伏電池相連接的短路電流相對來說較小。若電能總量可以在特定區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行消納，則幾乎不會對中壓型的公共電網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響。但是若低壓端的電能總量不能被完全消納，則多余的電能會通過變壓器向其他級別的配電網(wǎng)進(jìn)行傳輸，從而導(dǎo)致光伏電源中繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)非同期重合故障、電弧重燃故障等等[2]。

三、優(yōu)化措施

（一）完善管理制度

國家電網(wǎng)針對該類型光伏電源的應(yīng)用和發(fā)展制定了相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)制度、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制度，而電力企業(yè)也制定了符合自身企業(yè)發(fā)展的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制度，工作人員需要不斷地完善這些管理制度，并且創(chuàng)建獨立的監(jiān)管團(tuán)隊，對每一位參與光伏電源并網(wǎng)工作的工作人員進(jìn)行監(jiān)督和管理，避免出現(xiàn)一些不符合電網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)和要求的操作行為，并且制定相應(yīng)的獎懲制度，以此來有效地加強(qiáng)光伏電源的安全管理力度。

（二）加強(qiáng)設(shè)備管理

工作人員可以從加強(qiáng)與光伏電源運行相關(guān)的機(jī)械設(shè)備入手，加強(qiáng)企業(yè)的安全管理力度。具體措施如下：第一，逆變器，工作人員需要在選擇光伏電源的逆變器設(shè)備時，對其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格地驗收檢查，并且對其接口功能進(jìn)行全面地規(guī)范化，只有質(zhì)量檢測結(jié)果符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的逆變器設(shè)備才能投入后續(xù)的電網(wǎng)運行中，這樣可以降低光伏電源發(fā)生安全事故的概率；第二，開斷設(shè)備，當(dāng)光伏電源與高壓電網(wǎng)相連接時，工作人員常常會利用開斷設(shè)備對其進(jìn)行隔離和防護(hù)。因此開斷設(shè)備的質(zhì)量也需要經(jīng)過嚴(yán)格的檢測，所使用的開斷設(shè)備需要具備明確的開斷指示，同時也應(yīng)具備基本的低壓保護(hù)特性，這樣有利于加強(qiáng)安全管理工作的開展效果[3]；第三，反孤島運行設(shè)備，孤島運行情況會對公共電網(wǎng)的安全管理工作造成一定的壓力，當(dāng)光伏電源所對應(yīng)的逆變器出現(xiàn)孤島運行的情況時，很容易會引發(fā)具有較強(qiáng)危險性的反送電故障問題。為了可以有效地控制反送電故障問題，工作人員需要在電網(wǎng)中安裝反孤島裝置，并且對其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格地控制，避免出現(xiàn)因反送電故障而引發(fā)的安全事故。

（三）加強(qiáng)作業(yè)管理

工作人員除了需要完善安全管理制度、加強(qiáng)設(shè)備管理力度之外，還需要不斷地加強(qiáng)對工作人員正常作業(yè)時的操作管理。具體要點如下：第一，停電驗電作業(yè)，工作人員在進(jìn)行光伏電源停電驗電的工作時，需要對光伏電池的運行狀態(tài)進(jìn)行仔細(xì)地核查，并且做好相應(yīng)地停電防護(hù)措施；第二，現(xiàn)場檢修作業(yè)，在檢修光伏電源設(shè)備時，工作人員需要經(jīng)過檢修計劃安排，安全措施布置以及倒閘操作等環(huán)節(jié)，對每一環(huán)節(jié)的安全措施進(jìn)行反復(fù)核實，有利于提高施工現(xiàn)場的安全管理效果[4]；第三，送電操作作業(yè)，工作人員需要在熟練掌握光伏電源與電網(wǎng)之間的所有連接點、電網(wǎng)運行方式、光伏電源中電能儲存量等數(shù)據(jù)信息的前提下才能開展相應(yīng)的送電操作，并且應(yīng)嚴(yán)格按照操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)額，避免因送電操作失誤而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

四、結(jié)束語

總而言之，雖然以分布形式為主的光伏電源在實際應(yīng)用過程中還存在一些技術(shù)缺陷問題有待進(jìn)一步改善和優(yōu)化，但是該類型電源為公共電網(wǎng)運行所做出的卓越貢獻(xiàn)也是我們所不能否認(rèn)的。光伏電源是國內(nèi)電力領(lǐng)域中未來幾年非常重要的發(fā)展趨勢，希望工作人員可以不斷地加強(qiáng)對光伏電源的安全管理力度，為電力行業(yè)的成長和進(jìn)步添加助力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]常佳蕾.分布式光伏電源接入對配電網(wǎng)影響及并網(wǎng)規(guī)劃研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2016：124-127.

[2]陳沛華，趙會茹，李娜娜.分布式光伏電源并網(wǎng)影響與應(yīng)對措施[J].電氣技術(shù)，2015（01）：125-127.

[3]易桂平，胡仁杰.分布式電源接入電網(wǎng)的電能質(zhì)量問題研究綜述[J].電網(wǎng)與清潔能源，2015，31（01）：38-46.

[4]姜楠，王琦，王恩榮等.分布式光伏電源接入對配電網(wǎng)可靠性的影響研究[J]. 南京師范大學(xué)學(xué)報（工程技術(shù)版），2016，16（02）：1-9.