摘要: 摘要:分布式光伏具有建设灵活、就近消纳、清洁低碳等优势,已成为新型电力系统建设中的重要电源形式。随着屋顶光伏、园区光伏和村镇光伏大量接入,传统配电网在电压控制、潮流分布、保护配合、电能质量和运行调度方面面临新的压力。配网改造不能简单依靠增加设备容量,...
  • DOI:

    10.13738/j.cnki.acc.qklw60536

  • 专辑:

    科学Ⅰ辑;信息科技

  • 专题:

    信息、科学;综合科技

  • 分类号:

    G90;N92

摘要:分布式光伏具有建设灵活、就近消纳、清洁低碳等优势,已成为新型电力系统建设中的重要电源形式。随着屋顶光伏、园区光伏和村镇光伏大量接入,传统配电网在电压控制、潮流分布、保护配合、电能质量和运行调度方面面临新的压力。配网改造不能简单依靠增加设备容量,而应结合光伏出力特性和负荷变化规律,开展线路优化、台区治理、无功补偿、保护整定和智能监测。文章分析分布式光伏接入对配网的影响,并提出针对性改造技术路径。

关键词:分布式光伏;配电网改造;电压治理;电能质量;智能运维

引言

在“双碳”目标推动下,分布式光伏接入规模持续扩大,居民屋顶、工商业厂房、农业大棚和公共建筑成为光伏建设的重要场景。分布式光伏改变了传统配电网单向供电模式,使低压台区和中压馈线出现双向潮流甚至反送电现象。若配网结构、保护配置和调压能力未同步提升,可能导致电压越限、线损变化、设备重载和保护误动等问题。因此,研究分布式光伏接入条件下的电力工程配网改造技术,具有较强的现实意义。

一、分布式光伏接入对配电网运行的影响

分布式光伏接入配电网后,最明显的变化是电源位置由集中式向用户侧延伸,配网潮流不再保持单一方向。传统低压台区通常按照“变压器向用户供电”的方式设计,线路末端电压随距离增加逐渐降低。但在光伏集中接入区域,晴天中午负荷较低而光伏出力较高,末端用户侧可能出现电压抬升,严重时引发逆变器频繁脱网。某村镇台区在推广屋顶光伏后,中午时段低压末端电压一度超过允许范围,部分逆变器自动停机,用户认为是设备故障,实际原因是台区承载能力不足和调压手段有限。分布式光伏还会改变馈线负荷曲线,白天净负荷下降,傍晚光伏出力快速减弱而居民用电增加,容易形成较大的爬坡压力。对于工商业园区,若光伏容量与本地负荷匹配较好,可以降低外购电量;若装机过大,则可能出现反送电,影响上级线路和变压器运行方式。电能质量问题同样需要关注,逆变器并网可能带来谐波、电压波动和三相不平衡,尤其在低压线路较长、用户接入点分散的区域更为明显。由此可见,分布式光伏不是简单“接上即可”,必须结合配网承载能力、负荷特性和运行方式开展系统性改造。

二、分布式光伏接入条件下配网改造的主要问题

在实际工程中,部分配网改造仍存在前期评估不足、改造措施单一和运行监测薄弱等问题。一些地区在分布式光伏快速发展初期,对台区容量、线路截面、短路容量、电压水平和保护适应性分析不充分,导致光伏接入后才暴露出电压越限、变压器反向重载等问题。低压配网长期存在网架薄弱、线路半径偏长、导线截面偏小和三相负荷不平衡等现象,光伏接入后这些矛盾更加突出。部分项目改造时习惯采用增容变压器或更换导线的方式处理问题,虽然能够缓解局部瓶颈,却未必解决电压调节、无功支撑和运行控制不足。保护配置也是容易被忽视的环节。传统配网保护按照单电源辐射供电设计,光伏接入后故障电流方向和大小可能发生变化,若保护整定没有及时校核,可能出现拒动、误动或选择性降低。某工业园区10kV馈线接入多处屋顶光伏后,发生线路接地故障时,保护装置动作信息与现场故障点判断不完全一致,后续复核发现部分并网点保护定值未按新运行方式调整。信息采集不足也影响配网改造效果,不少低压台区缺少实时电压、电流、功率和光伏出力数据,管理人员只能在用户投诉或设备告警后被动处理,难以及时掌握光伏消纳和设备负载情况。

三、分布式光伏接入配网改造的技术路径

分布式光伏接入下的配网改造,应以承载能力评估为基础,以电压治理、网架优化和智能控制为重点。工程实施前,应对目标区域开展接入容量测算,分析变压器容量、线路载流量、电压偏差、短路电流水平和反送电风险,明确可开放容量和限制条件。对于光伏集中接入的低压台区,可通过缩短供电半径、增大导线截面、调整接入相序、分散并网点和优化台区分区等方式降低电压波动。若台区末端电压抬升明显,可配置有载调压变压器、智能无功补偿装置或具备无功调节能力的光伏逆变器,实现电压动态控制。例如某县工商业厂房屋顶光伏集中接入后,供电企业在园区馈线安装智能调压器,并要求逆变器按照电压水平参与无功调节,改造后中午电压越限次数明显减少。中压配网改造方面,应优化馈线联络结构,提高线路转供能力和运行灵活性。对于光伏装机容量较大的区域,可建设分布式能源监控系统,将并网点电压、功率、开关状态和逆变器运行信息接入平台,实现实时监测和限发控制。保护改造也要同步推进,需根据光伏接入容量和故障电流特性重新校核继电保护定值,完善防孤岛保护、低电压穿越、频率保护和并网开关控制逻辑。对于电能质量治理,应开展谐波、电压波动和三相不平衡测试,必要时配置滤波装置、无功补偿和相序调整措施。通过“评估—改造—监测—优化”的闭环模式,配网才能更好适应光伏高比例接入。

四、提升分布式光伏接入配网改造效果的保障措施

分布式光伏接入配网改造不仅是技术工程,也需要规划、管理和运维协同推进。供电企业应建立分布式光伏接入台账,记录装机容量、并网位置、接入电压等级、逆变器参数、运行状态和用户负荷特征,为后续扩容和治理提供基础数据。规划阶段要避免“先接入、后治理”的被动模式,应将区域光伏开发潜力、负荷增长趋势和配网改造计划结合起来,提前安排台区增容、线路改造和自动化建设。并网审核过程中,应明确接入方案、保护配置、计量方式和通信要求,防止用户侧设备参数不符合并网标准。运行维护方面,应加强低压台区透明化建设,通过智能电表、融合终端和配电自动化系统采集关键运行数据,及时发现电压越限、反向潮流、设备过载和电能质量异常。某农村光伏示范区在改造后建立台区监测平台,运维人员可按日查看光伏出力曲线和电压变化,发现某相光伏接入过于集中后及时调整相序,解决了三相不平衡问题。用户协同也十分重要,分布式光伏多位于用户侧,设备维护、逆变器参数设置和并网运行管理离不开用户配合。供电企业可加强并网技术指导,提醒用户定期检查逆变器、开关、接地和线缆状态。对于光伏规模较大的园区,可探索储能、柔性负荷和需求响应协同应用,在光伏高出力时段吸收富余电量,在晚高峰释放或削减负荷,提升本地消纳能力。只有把配网改造、运行监测、用户管理和源网荷储协同结合起来,分布式光伏才能从“接得上”走向“用得好”。

五、结语

分布式光伏大规模接入为配电网带来清洁能源消纳机遇,也对传统配网结构和运行管理提出更高要求。配网改造应围绕承载能力评估、电压治理、线路优化、保护适配、电能质量控制和智能监测展开,避免简单增容和被动处理。实践表明,只有将技术改造与规划管理、运行维护、用户协同相结合,才能提高光伏接入安全性和消纳效率。未来,随着储能、智能逆变器和数字化配网发展,分布式光伏接入将更加稳定、灵活和高效。

参考文献

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[2]王静宜.巴彦浩特城区中低压配网改造工程方案设计与优化研究[D].华北电力大学,2015.

[3]林峰.配网工程建设与改造中配网工程设计的应用[J].无线互联科技,2016,(23):115-116.



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