国网江西省电力有限公司宁都县供电分公司 温泽春 廖永华 卢英华 田益涛 李慧芸

随着节能减排、污染治理、环境保护等相关政策的不断出台，光伏发电等新能源越来越受到重视，在电力供需关系紧张的地区，小型光伏电站等分布式小电源并网可以有效缓解供电压力，稳定区域电压，与集中式供电相结合可以节省投资，降低能耗，提高电力系统安全性和灵活性。本文主要分析了分布式光伏电源并网的问题，并针对性分析了集中监控、出力预测的必要性。

1 引言

电力的发明和应用成为人类历史上世界三次科技革命之一，它改变了人们的生活，至今已成为全球生产和生活的必需品。20世纪70年代后，随着现代工业的发展，全球能源形势紧张、资源短缺、环境恶化是国际社会所面临的三大问题，石油、煤炭等一次能源因其不可再生和高污染性等原因越来越受到各个国家的限制，有些国家甚至制定了停止生产销售传统燃油汽车的时间表，我国也提出到2025年全面取消燃油汽车的目标。时下随着全球能源紧张和环境污染问题的突显，作为可再生、污染小、安全经济的电能，其重要性不言而喻。2017年我国电能供应达到63625亿千瓦时，虽整体供需关系相对宽松，但局部经济相对发达地区用电高峰时段电力供需依旧偏紧。

随着火力（燃煤）发电企业进入到去产能的新阶段，风电、光伏发电等新能源新增装机继续保持增长。分布式电源并网数量的越来越多，其对即有电网的负面影响也越来越明显。

2 分布式光伏发电并网的弊端

受我国补贴政策影响，光伏发电相对小水电和风力发电成本低，近几年装机数量急剧增多。从现有的并网光伏电站运行情况看，光伏电站并网有以下弊端：

1)不受调度监控

目前大多数分布式光伏电站是由用户自行出资安装，由供货企业完成部署审核，因缺乏相应标准，光伏电站的设备功能不够齐全，大多数未实现通讯统一和远控功能。供电公司只通过关口表对光伏电站的并网电量和出力情况进行监测，对光伏电站的关键设备（逆变器、储能电池）运行情况并未进行监控。光伏发电设备受天气影响，如果没有做上网输出和储能的调整设备，输出电压并非稳定的曲线；而且一旦设备故障出现突然并网或解列，会造成在运行电网的潮流方向发生变化，线路出现负荷振荡、电压振荡，对主网设备的安全性和可靠性带来一定的威胁。

2)影响主网电能质量

光伏发电因使用大量的电力电子设备，再加上各光伏设备生产企业的产品质量和质检情况不可控，有的光伏电站并网后会造成谐波污染、电压波动、功率下降等电能质量问题。

3)出力情况不可预估

因受天气影响较大，光伏发电本身有离散性、波动性、间歇性的特点，其出力情况并非稳定的输出，而部分光伏电站为节约成本，所安装储能设备和调节系统的配合不能达到理想目标，这就造成了光伏电站的出力情况并非线性。调度对光伏电站的出力情况不能实时掌握和预估，对主网设备调节时无法考虑其出力可能出现的变化，对电网运行的判断容易出现偏差。

3 光伏电站集中监控和出力预测的意义

电力系统因其实时性，输出与消耗必定相等。在有分布式光伏并网电站投入的区域，当光照较强时，会使逆变器输出电压增高。并网区域内用电用户消耗不变，此时逆变器输出电压的增高，就会造成区域电压明显抬升，而且距离并网电源点越近，电压抬升越明显，甚至会出现电压越上限的情况。当光照较弱时，逆变器输出电压降低，具备储能电池组的电站尚能维持正常输出，不具备储能电池组或者电池组电量不足的光伏电站，则会在电压低至警戒线后解列，但少数情况下逆变器未正常解列，会造成光伏电站的设备及电池组大量消耗电能，甚至出现发电量和耗电量抵消的问题。因此，电网调度部门对并网光伏电站的主要设备（并网装置，储能系统）应当有一定控制能力，当光照强烈，逆变器输出电压偏高时，指示或控制储能系统投入吸收部分电能，或者解列部分汇流箱，保证输出电压在稳定区间，避免主网区域电压非正常抬升；当光照较弱时，指示或控制逆变器切除，发电设备切除、储能系统切除未充电电池组。通过调度光伏电站的输出电压和变电站母线电压，稳定并网区域运行电压；获取光伏电站继保装置信号，对关键信号、危险信号记录和告警，评估设备运行情况，对高危信号可以做到主动切除避免影响主网电力系统，督促用户处理。

并网光伏电站的入网电能质量问题，目前供电企业已经可以通过加装电能质量监测设备实现监测，但如何治理目前尚未有一套有效的方案。分布式光伏并网发电的电能质量问题在于：输出电压的不稳定、谐波。光伏电站发出谐波的问题可以通过电能质量监测设备确认后，要求光伏发电站自行治理，通过关口电能质量的监测，对其进行考评，不进行治理的光伏电站进行处罚；输出电压不稳定的问题，可以根据并网装机容量、入网电源点位置、区域负荷情况等评估对区域电网电压的影响，影响较大的光伏电站要求其安装出力控制调节装置，严格控制其输出电压，要求其关口输出电压上下限，避免因光伏电站想多发电上网就无限制抬升电压，造成电网潮流混乱，接近电源点位置的用户电压不稳。

光伏电站的出力情况受光照度影响较大，因此，获取光伏电站实时光照度和历史数据，结合当日天气情况，对未来数小时光照度进行预测，进而可以预测光伏电站未来数小时的出力情况，预估其出力情况可以结合用户负荷变化及实时电压，对调度部门调节变电站母线电压、调整供电方式、控制光伏电站均衡上网与储能电能等制定策略时具有一定的参考意义。

4 结语

在能源危机日趋严重的当下，光伏发电作为安全、污染小的新兴能源得到了各个国家的大力扶持，分布式光伏发电站的并网对缓解区域供用电关系紧张情况有所帮助。分布式光伏发电在我国属于近几年才开始快速发展的产业，因我国采用的是不同于大多数国家的交流电系统，许多标准和管理办法还处于摸索阶段，相信随着经验的积累和国家及行业标准的推出会越来越规范，为我国的环境污染治理、节能减排等政策实施提供有力支撑。