Page 62 - 电力与能源2022年第五期

4 2 4 夏敏浩, 等: 大规模分布式光伏接入对城市配电网的影响

接纳分布式光伏和调压方式的影响。本文重点分 制( PulseWidth Modulation , 简称 PWM ) 控制技
析大规模分布式光伏接入对城市配电网的影响。 术的电压源逆变器( Volta g eSourceInverter , 简
称 VSI ) 结构。该结构可等效为一个频率上与电
1 分布式光伏接入对城市配电网的影响
网电压同步、 幅值上连续可控的电压源, 此电压源
1.1 电网潮流 经过滤波电抗器可以等效为一个幅值和相位连续
分布式光伏接入城市配电网后, 配电网的电 可调的电流源 [ 12 ] 。
源结构发生了很大变化, 由原先的单向潮流转变 在电网发生短路故障时, 逆变器会限制分布
为双向潮流。当分布式光伏功率超出所在区域配 式 光 伏 系 统 提 供 的 短 路 电 流。 根 据 GB / T
电网负荷时, 全年当中某些时段的光伏发电功率 19939 — 2005 《 光伏系统并网技术要求》, 配电网发
会超过区域配电网的负荷需求, 配电网中净负荷 生短路时由光伏系统提供的短路电流不超过其额
为负值, 多余的光伏发电功率将会倒送至上一级 定电流的 1.5 倍。在光照强度较低时, 分布式光
电网 [ 11 ] 。 伏系统提供的短路电流更小。因此可按照额定电
以上海某商业广场典型负荷曲线为例, 当分 流的 1.5 倍 计 算 分 布 式 光 伏 系 统 提 供 的 额 定
布式光伏渗透率超过 60% 时, 配电网就会出现潮 电流。
流倒送情况。此时净负荷功率如下: 1.4 电能质量

P netload =P load -P PV <0 ( 1 ) 分布式光伏发电系统采用逆变器为电力电子
———光伏发 设备, 该装置在并网运行时会向电网注入谐波, 引
式中 P load ———配电网负荷功率; P PV
电功率。 起谐波污染。
对于 380V 电压等级, 接入的分布式光伏容 通常光伏电源可等效为内阻无穷大的谐波电
量上限 P PV , max 受台区配电变压器容量 P trans 和台 流源, 大规模分布式光伏接入配电网的不同节点
区日间最低负载率r min 的限制, 有如下关系: 中相当于在配电网中加入了大量的谐波电流源。
( ) ( 2 ) 配电网谐波等效电路如图 2 所示。
P PV , max =P trans× 1- r min
1.2 节点电压
通常情况下, 分布式光伏发电以定功率因数
控制模式运行。以接入低压配电网的分布式光伏
为例, 分析分布式光伏接入对节点电压的影响,
如图 1 所示。

图 2 分布式光伏接入对电网谐波影响示意图
该等效电路中除分布式光伏逆变器以外不考
虑其他谐波源。
图 1 分布式光伏接入低压配电网示意图
分布式光伏接入配电网后, 注入的n 次谐波
假设电网侧电压 UN 不变, 光伏接入点的电
电流为 I S Z La 为分布式光伏接入点( POC ) 前负荷
,
压UL 与线路路径上的潮流有关, 当分布式光伏
的n 次谐波等效阻抗, Z Lb 为 分 布 式 光 伏 接 入 点
发电功率大于负荷功率时, 供电线路上将发生功
( POC ) 后负荷的n 次谐波等效阻抗, Z e q 为负荷接
率倒送, 并抬高配电网末端光伏并网点的电压, 造
入点( POL ) 与公共连接点( PCC ) 间的n 次谐波等
成配电网末端电压偏高。
效阻抗。
为了解决光伏接入造成的电压过高问题, 需
则在 POC 点有:
要调节光伏输出的无功功率。
I S -I La-I Lb =0 ( 3 )
1.3 短路电流
//
)
( Z e q Z La I La =Z Lb I Lb ( 4 )
分布式光伏采用逆变器接入电网, 分布式光 在 POL 点有:
伏并网逆变器的主电路普遍采用基于脉冲宽度调
I La-I e q-I L =0 ( 5 )