探讨分布式光伏电源和配电网之间的交互影响

表明：即使将来有大量分布式电源接入到配电网中，只要措施得当，发生非正常孤岛的风险可控制在合理的范围内，并不会使系统发生非正常孤岛风险的可能性有实质性增加。因而发生非正常孤岛不会成为妨碍光伏电源等分布式电源接入的一个技术壁垒。

　　3注入电流谐波电流

　　谐波对配电网络和用户的影响范围很大.通常包含改变电压平均值、造成电压闪变、导致旋转电机及发电机发热、变压器发热和磁通饱和、造成保护系统误动作、对通信系统产生电磁干扰和系统噪音等。

　　光伏电源逆变器产生的谐波来源主要有2个：50 Hz参考基波波形不好产生的谐波和高频开关产生的谐波。谐波之间的相位差、配电网的线路阻抗以及负荷都能消除部分谐波。当光伏电源逆变器生成正弦基波时，可以部分补偿配电网的电压波形畸变.但会使逆变器输出更多的电流谐波，把光伏电源逆变器接入到弱电网时就会明显出现上述现象。当光伏电源逆变器检测配电网电压来生成参考基波时.光伏电源逆变器可以输出很好的正弦波电流。但是无法补偿配电网的电压波形畸变。

　　1998年。lEA—PVPS—Task一5噌经对丹麦的一个80%家庭都安装有光伏电源的住宅区进行测试，发现光伏电源对当地的谐波贡献有限。还不如家用电器造成的谐波多。因此。研究者认为：对于具有相对较高短路容量的馈电线路和局部高渗透率的光伏电源接人的情况，均有此普遍现象。1999年，lEA—PVPS-Task一5t41曾在日本对多光伏电源接入到同一配电变压器(住宅区柱式变压器)中的谐波进行测试.使用了多个厂家和多个型号的逆变器。测试结果表明。同类型的逆变器(内在电路和控制策略一致)会造成特定次数的谐波叠加。不同类型的逆变器可能会相互抵消谐波的注入。英国也在1999年做过类似的测试IlOl，测试结果表明：高次谐波衰减很快，低次谐波的变化情况比较复杂。在强网中谐波畸变一般是个常值，而弱网中的谐波畸变一般随接人的光伏电源逆变器个数增加而加重。当馈电线路阻抗值较大时，可使谐波衰减明显。为了防止特定次数的谐波产生共振.有必要限制光伏电源逆变器的容量。在实际运行中，光伏电源注入的谐波电流一般都能符合相关标准的要求。

　　4注入直流分量

　　直流分量主要对配电网中的变压器、电流式漏电断路器(RCD)、电流型变压器、计量仪表等造成不利影响。其中对电流式漏电断路器和变压器的影响最为不利.如造成电流式漏电断路器误动作和造成变压器磁通饱和、发热、产生谐波和噪音等。

　　现在.许多并网光伏电源逆变器都采用隔离变压器来抑制直流分量的注入。有些国家明确规定要以带隔离变压器的方式接入，而有的国家并无此项强制性规定。但近十几年来，由于技术的进步.去除隔离变压器可带来更高的效率并减少生产成本，不带隔离变压器的光伏电源逆变器应用越来越广泛。采用脉宽调制(Pulse-width mod.ulatim，PWM)技术的光伏电源逆变器可以抑制直流分量输出，但是当配电网电压含不平衡的正序和负序分量时.会对采用PWM技术的光伏电源逆变器的性能造成不利影响。

　　关于直流分量对配电网变压器的影响.国际上目前对直流分量上限还没有统一的规定。英国.1的研究建议是每相不超过等同于5%的谐波畸变值.或者是每个光伏电源注入到典型的500 kVA配电网变压器的直流分量不能超过40 mA。美国的规定是不超过每相电流有名值的0.5%1121。

　5对配电网络设计、规划和营运的影响

　　随着越来越多的分布式电源接入到配电网络中，集中式发电所占比例将有所下降，电力网络的结构和控制方式可能会发生很大的改变，这种改变带来的挑战和机遇将要求电力网络从设计、规划、营运和控制等各方面进行升级换代。

　　在可以预见的将来.大量被消费的电能将来自于低压配电网络，提前对配电网络的结构进行升级换代和优化显得尤为重要。例如如何使配电网络的结构适应网络电流的逆向和正向的流动。另外，大量分布式光伏电源接入到配电网中后。用户侧可以主动参与能量管理和运营.使传统配电网运营费用模型不再适用。因此，一方面面临电力市场自由化和解除管制的压力。一方面可再生能源诸如光伏电源却得到保护和补贴，使得配电网在保证供电质量和可靠性方面面临越来越大的压力。近些年，一些专家学者提出了模拟电站和微网概念，可运用到分布式光伏电源管理中.把有功出力具有随机性的光伏电源和具有保证出力的电源以及储能装置集成在一起.作为整体的模拟电站或者微网，整合到当今的电力生产和传输框架内。

　　6提供辅助功能

　　现代光伏电源逆变器可提供多种功能，如将光伏阵列出力馈送到电网以及作为有源滤波器改善电网电能质量等。

光伏电源和储能装置