引言
我国电力产业进入了快速发展的时期，对经济和社会的发展起到了不可取代的作用。有更多的先进技术被应用到了电力系统中，其中以光伏发电技术最具代表性，由于采用了太阳能发电的模式，因此具有环保的特点。考虑到这种发电技术通过中高压或者低压线路和输电网对接，其运行过程中很可能发生电压越限的情况，进而威胁到配电网电压的稳定。这就决定了相关技术人员应该对分布式光伏发电系统影响配电网电压的路径展开研究，并且制定出解决电压越限问题的办法。
1布式光伏发电并网基本原理
典型的光伏发电并网系统主要由光伏电池阵列、逆变器和控制器等组成。光伏电池阵列将太阳能转化为电能，是整个并网发电系统的能量来源。太阳能电池输出直流电，经过升压ＤＣ／ＤＣ变换器将电压等级升高，再通过双向ＤＣ／ＡＣ逆变器将直流电转换为与电网电压幅值、频率和相位相同的交流电，然后接入交流电网供用户负载使用。由于太阳能具有波动性与间歇性，采用最大输出功率跟踪（ＭａｘＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔＴｒａｃｋｉｎｇ，简称ＭＰＰＴ）控制器，能够实时获取光伏电池功率，为光伏逆变器提供稳定的工作电压。
2布式光伏电源故障特性
2.1详细模型和等值模型的误差分析
为检验详细模型和等值模型的等值效果，分别从稳定状态和暂态状态下进行比较。稳态状态时，相同光照和温度条件下，光伏电站并网点无功功率、有功功率及A相电流、电压波形的对比图。可以看出，稳态状态时，光伏电站的等值模型在光伏并网点无功功率、有功功率及A相电流、电压波形与详细模型完全吻合，验证了所建立的等值模型的正确性与有效性。光伏电站送出线路中间发生三相短路时的仿真对比结果，故障时刻设在0.1s。可以看出，光伏电站送出线路发生三相短路时，光伏电站的等值模型在光伏并网点无功功率、有功功率及A相电流、电压波形与详细模型完全吻合，说明所建立的光伏电站等值模型能够很好地拟合光伏电站的详细模型，可用于研究光伏电站的不同故障特性。
2.2光伏发电并网功率因数分析
根据水利电力部、国家物价局关于《功率因数调整电费办法》（水电财字２１５号文件）规定，容量在１００ｋＶＡ及以上的电力用户均需进行功率因数标准考核，如未达到考核标准将计收力率调整电费，超过考核标准的按超过比例进行奖励。其中１０ｋＶ工业用户功率因数要达到０．９，若功率因数长期远低于标准，不仅会威胁电网运行安全，而且用户承担的力率调整费用巨大。电力用户通常采用低压电容器柜进行无功补偿来达到功率因数标准。在用户内部接入分布式光伏发电后，用户负载所需有功由电网和光伏发电共同提供。通过对逆变器进行设置，使光伏发电优先给负载供电，不足再由电网提供。用户负载所需无功由电网、补偿电容器和光伏发电共同提供，由于光伏发电逆变器功率因数基本设置在０．９８以上，功率因数都较高，可认为光伏逆变器仅输出纯有功功率，负载所需无功基本由电网和补偿电容器提供。
2.3影响主从式配网自愈功能
如果故障点位于T型连接的下游，IDG足够大，则远程终端可能会虚报过电流信号，从而导致自动主站错误地报告太阳光分支，并将其错误地报告为故障区域。为了比较两个G-current值，线路不一致，首次触发时只使用主站。如果他们不同，前者优先提供科学准确的诊断结果。对于不重新闭合的线路，应使用基于潮流方向的自恢复算法，如热电流区方法。
2.4光伏对地区电网短路水平影响
PV接入对电网继电保护整定计算的影响主要体现在故障发生后光伏电源对故障点提供短路电流。继电保护整定计算人员关注的是光伏电站能够提供多少水平的短路电流。以某地区110kV供电片区的光伏厂站为例，分析PV接入后对该供电片区短路水平的影响。其中110kV五凌光伏为50MW的光伏电站，。故障点设置在五桃线送出线路50%处，分别以1倍、2倍、4倍的容量对五凌光伏电站进行不同类型的故障计算，考虑五凌光伏站升压变压器接地。
2.5影响重合闸
当线路被触发时，故障点处的灭弧时间会被太阳能电源的反向充电电流延长，从而无法异步连接到太阳能电源的电网或重新关闭线路。最好的解决方案是在太阳能电源端和系统电源端分别添加非压力和同步组件，并按照适当的顺序同步连接到网络的行为、重闭合行为、自主行为和光伏电源线路的分离确认。
2.6对电流保护的影响
如果故障点在T型接头下游，IDG足够大，太阳能电源产生的分流效果可以减少系统电源产生的IS故障电流输出，从而减少保护范围。最好的解决办法是在线路的头端和太阳能电网连接点之间安装方向长度保护装置，以确保只有在故障功率进入线路时保护才起作用。
3布式光伏对配电网继电保护的影响及应对策略
3.1光伏最优运维周期确定总体思路
本文的目标是通过建立以经济效益最优为目标的分布式光伏运维周期模型，确定不同场景下的最优运维周期。每次运维需要维修故障部件并清洗光伏组件，所建立模型的输入参数为运维周期候选解，输出参数为最优运维周期和运维总成本。分布式光伏运维总成本主要由两部分构成：一部分是由光伏系统部件失效或光伏组件积灰导致的发电量损失成本；另一部分是每次的运维成本。运维周期越长，则失效的部件越多，累计失效时间越长，同时组件积灰越严重，这会使光伏的发电量低于预期，减少光伏发电经济效益。反之，运维周期越短，则会导致累计的运维成本越高，甚至超过发电量损失成本。因此，本文通过建立分布式光伏运维周期模型寻求发电量损失成本和运维成本间的平衡，达到运维经济效益最优。由于分布式光伏部件的失效是随机发生的，在每个运维周期内的发电量损失成本和运维成本都不尽相同，因此本文建立部件可靠性模型，并采用蒙特卡洛法得到模型结果的概率分布。由于光伏组件积灰会随着运行时间的增加而增加，因此本文建立光伏组件积灰模型以计算当天由积灰造成的发电量损失。
3.2对滤波装置进行补偿
为克服传统补偿器的缺点，需要一种混合型、智能化、集成化的补偿滤波装置进行补偿。智能型混合滤波补偿技术如图８所示。智能型混合滤波补偿装置主要由两部分组成：一是低压电容器与电抗器串联组成低频通道，对系统进行无功补偿，同时根据串抗率的不同来抑制系统中特征次谐波的流入；二是采用有源滤波器或有源无功发生器装置，进行快速无功补偿，达到无功功率无级可调的效果。这两者以模块的形式组合，借助绝缘栅双极型晶体管对输出电流相位的控制，实现对无功从感性到容性整个范围的连续调节，快速补偿系统对无功功率的需求。
3.3线路保护
（１）在有分布式电源接入的开关站出线断路器处，通常应按照双侧电源电网的要求设置线路保护，宜配置（方向）过流保护，考虑到分布式电源的容量较小，提供的短路电流远小于系统提供的短路电流，方向元件通常可以不投入；对于短线路或因接入配电网的分布式电源容量较大导致继电保护不满足“四性”要求时，可增配纵联差动电流保护。（２）对逆变器类型分布式电源，如果电网中任一点短路时，逆变器提供的短路电流流过任何设备时均不导致设备过载，可以按照单侧电源电网的要求设置线路保护。逆变器必须具备快速检测孤岛且检测到孤岛后立即断开与电网连接的能力。
3.4构建储能发电体系
从发电系统整体运行的角度而言，分布式光伏发电整合了体系中的不同部分，通过储能构件的运行实现电力的输送。同时，光伏发电系统也需要相关配套设备的支持，后者是储能发电系统中的主要组成部分。对于控制和调节电压而言，起到主导作用的是变流器。变流器一方面能够将电压波动控制在规定的限度你，另一方面也能够根据不同时段的需要稳定系统电压。对于直流侧架构而言，谐波的产生会受到电压的管控，从而为交流的稳定提供保障。由此可见，在分布式光伏发电系统接入的情况下，必须配置交流装置，特别是在电源模式下更是如此，在充放电的情况下也能够有效管治负载。
3.5备自投／自愈装置
当分布式电源接入钻石型配电网后，目前的备自投合闸逻辑中，将在无法有效确认母线失压的情况下合上分段断路器，可能导致非同期合闸，对分布式电源造成冲击，同时也降低了备自投合闸的成功率。因此，为提高动作成功率，同时为防止发生非同期合闸，应采取必要的联切分布式电源线路的措施。（１）应对钻石型配电网电源变电站的１０ｋＶ分段备自投，建议增加直接对母线电压测量获取的判据，保证设备的安全，提高动作成功率。对于其中与失压跳闸逻辑相关的电压定值与时间定值，应该特别注意与母线上的故障解列装置的配合，要考虑在失去系统电源支持后，无法自平衡的孤立电网应首先通过故障解列装置切除有关的分布式电源联络线。变电站备自投的合闸逻辑中，对母线无压的确认，除了有关断路器的分位以外，建议增加直接对母线电压测量获取的判据，保证设备的安全，提高动作成功率。（２）在主干网开关站内，当存在分布式电源线路接入时，考虑故障后由于小电源支撑电压不满足自愈、分段备自投无压判断等情况，增加联切分布式电源功能。在自愈装置的改进方面，由于在自愈功能中，联切的对象是故障点和开环点之间的开关站中定义为分布式电源的线路，因此当自愈功能退出时，自愈联切小电源功能也同时退出。具体措施主要体现在当开关站的分段备自投跳主干网线路时，可以选择联切容量较大的开关站分布式电源，同时开关站也应对母线电压通过测量元件的方式进行再确认。当开关站母线保护功能投入，母线保护动作后，应该联切母线上的分布式电源线路。
3.6阻止电压越限
在长期的发展之后，光伏发电技术得到了更为广泛的利用，电力公司也因此获得了相应的经济利益。然而，在该项技术的实际应用过程中还必须对光伏发电展开更为合理的管控。应该在计算其运行功率时采用移动平均的计算方式。不过，通过和初识发电功率比较可知，在使用该计算方式展开计算时会出现显著的缩减情况。通过对光伏系统曲线与构架展开分析，能够计算出系统的总功率，同时通过计算子系统，能够得出各个时段的功率。由此可见，该计算方式适用于光伏系统的实际运行。同时，使用滑窗方法展开计算还能够得到更加准确的数据。
结束语
分布式光伏电源的不同短路故障特性及对配电网继电保护的影响。研究表明：光伏送出线路短路时，正序电流由于受逆变器限制，一般不超过额定电流的1.5倍；当光伏容量达到一定规模时，整定计算人员不能单纯将光伏电源当负荷考虑，应考虑其对主网短路水平的影响。分布式光伏接入配电网，系统侧保护应考虑加装方向元件，光伏侧保护考虑配置低压启动元件，以保证继电保护动作的可靠性。
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