农村分布式光伏安装量增多时，这些问题不得不注意

笔者从此前的村级扶贫调研及一些业内人士反馈中得知，当某一较小区域，譬如一个100户的自然村，分布式户用（5KW/户）光伏装机量超过一定数量时，总会出现并网电压跃变、个别逆变器频繁的并网-脱网-并网等异常现象，并且这一现象并不是个案，依据笔者了解，河北平山、安徽六安等地的村级户用扶贫项目安装较多的村落均有发生。

国网公司中国电力科学研究院新能源研究中心冯凯辉此前表示，分布式光伏穿透功率的增加给现有电网以及分布式光伏的控制带来一系列挑战，穿透功率越大，挑战越大。尤其是在农村等薄弱电网，分布式光伏高密度接入时的电压控制与电能质量问题值得关注。

注分布式光伏穿透功率是指系统中分布式装机容量占系统总负荷的比例。

冯凯辉就分布式光伏接入引起的电网异常归纳为三点，第一是会造成电网无功电压的异常；第二是会产生谐波谐振；第三是会引起继电保护的异常。

其一、就无功电压异常而言，在线路始端电压保持不变的情况下,配电网接入单个分布式光伏后,沿着馈线方向的线路电压分布随分布式光伏容量的增加可能会有四种情况

※逐渐降低

※先降低后升高，再降低

※先升高再降低

※一直升高

注U1代表始端电压；U2代表末端电压。

电力学报《分布式发电对配电网电压的影响》一文中，对分布式电源接入后对电网电压的影响给予详细分析。

仿真分析结果显示，一定容量的分布式发电接入配电网络, 会对馈线上的电压分布产生重大影响。具体影响的大小, 与分布式发电的总容量大小、接入位置及功率因数有关。传统配电网一般呈辐射状, 稳态运行情况下, 电压沿馈线的潮流方向逐渐降低。接入DG（分布式电源）后, 在稳态情况下, 由于馈线上的传输功率减少以及DG输出的无功支持, 使得沿馈线的各负荷节点处的电压有所提高。而电压被抬高多少与接入的DG的位置、总容量的大小及其功率因数有关。

“DG的位置和容量是设计一个分布式系统不可缺少的前提条件。由于分布式电源一般都接入用户侧, 因此要根据客户终端所需的容量和所处环境的地理位置, 综合考虑各种衡量指标, 确定所要采用的发电方式。分布式电源的位置不仅要考虑周边的能源、交通运输、地理环境等因素, 还要考虑其布置是否合理, 使线路损耗尽可能小, 从而改善系统的经济性、可靠性和灵活性。”

“另外, DG在实际运行中, 要进行调压和无功优化。依据实际仿真, 分布式发电并入系统, 使得电压被抬高, 某些节点电压甚至超过上限, 对用户造成影响; 而分布式发电的退出,使得依靠DG 支撑的馈线电压下跌, 带来电能质量问题, 所以DG并入配电网一定要进行调压。”

“含分布式电源的配电网由于分布式电源的总容量有限, 分布式电源接入后, 只能在一定程度上改善配电网的无功不足而且有些分布式电源不但不能提供无功功率反而会消耗无功功率,这样会进一步加剧无功不足; 实际配电网中动态负荷的无功需求量也会随着分布式电源的启停而变化, 所以需要进行一定的无功补偿, 即在分布式发电接入地点安装适当的无功电压支撑设备, 如电容器等, 在分布式发电运行时投运。”

其二、谐波谐振；分布式光伏集群中大量逆变器的引入，使得配电网成为含有多个固有谐振点的复杂高阶网络，光伏出力具有谐波频谱宽、幅值波动大等特征，容易激发引起谐振。

注在物理学里，有一个概念叫共振当驱动力的频率和系统的固有频率相等时，系统受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。电路里的谐振其实也是这个意思当电路中激励的频率等于电路的固有频率时，电路的电磁振荡的振幅也将达到峰值。实际上，共振和谐振表达的是同样一种现象。这种具有相同实质的现象在不同的领域里有不同的叫法而已。

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