分布式光伏对配电网的影响及应对措施

  随着近年分布式光伏较广的接入，其随机性、波动性、不可控性，以及空间分布差异大、不能突破资源上下限进行调节等特质，使得整个电网系统正在发生着重大的变化。
  市场投资方面，大量分布式光伏接入配网，使得国家对配网的投资和技术革新同步加大；市场主体方面，除原先电网公司外，呈现出分布式光伏业主（投资商）、分布式能源运营商、综合能源服务商、负荷聚合商、平台服务商等众多新主体多元化；业务运营方面，出现了自发自用、余电上网、微电网、增量配电、虚拟电厂市场交易等横向多能源-多服务-多样化运营模式；用户需求方面，除价格的电力供应外，绿色、灵活、个性化、可持续也逐渐成为基础需求；技术支撑方面，分布式能源之间互联、分布式光伏与电网之间互动、市场主体资源共享都需要数字化、人工智能、边缘计算、区块链等技术支持。
  这些变化势必对未来电网的运行模式和技术支撑带来深远的影响。
  影响一：电力消纳的影响
  分布式光伏发电的输出因受光照、风力、温度等自然条件不可控因素影响，以多点、多元、分散、间隙、随机的高比例接入配电网，让电网消纳处于波动状态，不易控制，维护复杂，对电力平衡调节和电网承载带来较大的隐患。
  影响二：电能质量的影响
  分布式光伏接入可以根据用户的不同需求随时启动或停运并调整能源输出量，接入时间、输出量的不确定性会直接或间接导致电压闪变；同时，分布式光伏接入大多使用电子逆变器进行控制和调节，频繁开关和使用会产生大量谐波分量，多余的谐波会造成配网污染，加大电力设备的损耗，缩短其寿命，甚至直接对运行造成影响。
  影响三：配网电压的影响
  分布式光伏发电的时变特质，使其无功输入和负荷有功的变化容易对配电网产生系统电压波动和稳态电压分布的影响，进而影响到电网中每个用户电压的稳定性。
  影响四：系统保护的影响
  分布式光伏的接入，配电网逐渐形成一个巨大的辐射式多源供电网络系统，传统的单向性继电保护系统因距离变化、过电流变化以及故障电流容量及方向变化等，其保护机理和定值发生很大保护，具有较大不确定性。
  影响五：运维安全的影响
  分布式光伏产生孤岛效应时，会对电网检修工作人员的安全产生威胁，检修故障危害指数升高，严重影响配电网供电可靠性。
  影响六：电网规划的影响
  分布式光伏接入对电网规划增加了更多不确定因素——地理位置差异直接影响发电量大小，产生的谐波和对电压波动增大电网负荷承载量的检测难度，此外还增加了电网改造和建设的成本费用。因此电网规划需要考虑多方影响后进行优化选择。
  为应对分布式光伏大比例接入配电网所带来的影响，政府机构、电网公司、电力企业、科研院所等集思广益，从政策、技术、市场、平台、项目等多角度提出相关方案，引导和加强配电网升级改造，努力做到分布式光伏应接尽接。
  应对方案一：分布式光伏+储能
  储能装置可以通过适当充放电平滑电源的输出功率，从而减少分布式光伏接入时带来的冲击或波动，将分布式光伏与储能技术结合，可大大提升电网系统能源利用率和经济性，提升分布式光伏并网规模。
  应对方案二：加强配电网设备感知调控能力
  运用智能并网断路器或适配用户并网逆变器通讯模组等方式，实现分布式光伏监测和安全并网管控，构建起配电设备智慧互联体系，以加强配电装置与数字新技术融合，实现配电站房、配电线路、分布式光伏、充电站/桩等配电网运行状态和环境信息的全景感知。
  应对方案三：柔性交直流混合控制技术
  应用类似于能量路由器的设备或系统聚合台区内分布式资源构建微电网，实现单微网内协调自治、多微网间能量互济、微网与配电网间的协同优化等运行策略，实现高比例分布式发电等灵活资源与电网间协同，满足区域可靠供电需求。
  应对方案四：并网安全稳定性策略
  建立光伏发电单元仿真模型、场站详细仿真模型及参数库，系统仿真还原大规模光伏脱网事故，模拟光伏并网对电能质量的波及关系，明确光伏发电并网稳定边界条件和技术要求以及高/低压穿越、电网适应性等并网试验。另外，加强光伏场站主动支撑控制系统，实现场站对系统电压、频率的快速响应，以具备快速的穿越或切除能力，保证电网的稳定性。
  应对方案五：离线在线分析实现可调度性
  对光伏发电进行离线、在线分析，用概率来协调光伏发电并网所带来的各种不确定的问题，监控和分析接入电网的运行风险，在线跟踪电网运行状态的变化过程，以合理安排和优化电网运行方式。
  应对方案六：数值模拟与功率预测
  通过典型天气识别、人工智能建模、功率预测模型和自适应切换系统，提升不同天气过程模拟与预测能力的数值分析素材，对未来光伏资源变化趋势进行分析，建立分布式光伏波动过程与功率预测的关联关系，预测光伏发电功率。
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