分布式光伏电源接入电网安全管理实践与研究

　　赵煜国 袁秀梅
　　【摘 要】随着社会的进步，人们对于电能供应的需求量也显著增长。为了可以为广大人民群众提供更加优质的用电服务，很多电力企业都引进了先进的光伏电源，并且在实际应用中也取得了不错的成效。接下来，笔者将以光伏电源为核心内容，对其基本概述、运行过程中潜在的安全风险以及相对应的安全管理措施等内容进行详细地探究。
　　【关键词】分布式光伏电源；电网安全管理；优化措施
　　光伏电源是近几年来新兴起的一种新型能源，其主要作用是将太阳能转化为电能供人们使用，以分布形式存在的光伏电源是目前很多电力企业采用的一种供电方式，为了可以有效地加强该类型光伏电源在公共电网中运行的安全性，电力企业需要不断地加强对光伏电源电网运行的安全管理力度，这也是笔者将要与大家进行分享的主要内容。
　　一、光伏电源概述
　　以分布形式存在的光伏电源是国内非常常见的一种电能储存方式，其主要是由电池组件、汇流箱、逆变器、计量设备、方阵支架、配电柜、配电单元等构件所组成的，该类型光伏电源的工作原理是在太阳对地面所产生的辐射中，通过电源内特有的组件将所收集和获取的太阳能转化为可供人们使用的电能，并且将电能以直流电的形式由汇流箱传输至配电箱，再由逆变器将直流电源转化为交流电源，接入到电网中来满足人们的正常用电需求[1]。目前市场上常见的以分布形式存在的光伏电源类型有380V、220V、10kV、35kV等等。
　　二、風险分析
　　（一）反送电风险
　　当该类型光伏电源与电网相连接后，工作人员在进行设备停电检修的过程中，很容易遇见电源点进行孤岛运行的情况，从而导致反送电的风险显著提升，对实施检修作业的工作人员埋下安全隐患。反送电风险主要是指光伏电源在与电网相连接时，若出现电源与所承载负荷之间出现不匹配的情况，则逆变器在电网断电后及时地阻碍孤岛的运行，从而引发发送电等相关安全事故的发生，逆变器在运行时不可避免地会存在一些孤岛现象的检测盲区，在这些盲区内所发生孤岛现象若不能被及时地检测到，也会造成反送电风险，影响光伏电池的顺利运行。
　　（二）短路电流风险
　　根据相关实验数据统计结果我们可以得知，在机端短路的情况下，以逆变器为主的光伏电源为公共电网所传输的短路电流约为其额定电流的1.1-1.5倍，以旋转电机为主的光伏电源为公共电网所传输的短路电流约为其额定电流的6-10倍。近几年来，随着国内对于短路电流的用电需求量逐渐增加，因此光伏电源在实际应用过程中出现短路电流风险的概率也相应地呈上升趋势，希望短路电流的风险问题可以引起光伏电源安全管理人员的高度重视。
　　（三）继电保护风险
　　该类型电源在电网的实际应用大多情况下以低压分散的方式为主，这些光伏电源的主要特征为电能储存容量较小，因此与这些光伏电池相连接的短路电流相对来说较小。若电能总量可以在特定区域范围内进行消纳，则几乎不会对中压型的公共电网产生负面影响。但是若低压端的电能总量不能被完全消纳，则多余的电能会通过变压器向其他级别的配电网进行传输，从而导致光伏电源中继电保护系统出现非同期重合故障、电弧重燃故障等等[2]。
　　三、优化措施
　　（一）完善管理制度
　　国家电网针对该类型光伏电源的应用和发展制定了相应的国家标准制度、行业标准制度，而电力企业也制定了符合自身企业发展的企业标准制度，工作人员需要不断地完善这些管理制度，并且创建独立的监管团队，对每一位参与光伏电源并网工作的工作人员进行监督和管理，避免出现一些不符合电网安全标准和要求的操作行为，并且制定相应的奖惩制度，以此来有效地加强光伏电源的安全管理力度。
　　（二）加强设备管理
　　工作人员可以从加强与光伏电源运行相关的机械设备入手，加强企业的安全管理力度。具体措施如下：第一，逆变器，工作人员需要在选择光伏电源的逆变器设备时，对其质量进行严格地验收检查，并且对其接口功能进行全面地规范化，只有质量检测结果符合设计标准的逆变器设备才能投入后续的电网运行中，这样可以降低光伏电源发生安全事故的概率；第二，开断设备，当光伏电源与高压电网相连接时，工作人员常常会利用开断设备对其进行隔离和防护。因此开断设备的质量也需要经过严格的检测，所使用的开断设备需要具备明确的开断指示，同时也应具备基本的低压保护特性，这样有利于加强安全管理工作的开展效果[3]；第三，反孤岛运行设备，孤岛运行情况会对公共电网的安全管理工作造成一定的压力，当光伏电源所对应的逆变器出现孤岛运行的情况时，很容易会引发具有较强危险性的反送电故障问题。为了可以有效地控制反送电故障问题，工作人员需要在电网中安装反孤岛装置，并且对其质量进行严格地控制，避免出现因反送电故障而引发的安全事故。
　　（三）加强作业管理
　　工作人员除了需要完善安全管理制度、加强设备管理力度之外，还需要不断地加强对工作人员正常作业时的操作管理。具体要点如下：第一，停电验电作业，工作人员在进行光伏电源停电验电的工作时，需要对光伏电池的运行状态进行仔细地核查，并且做好相应地停电防护措施；第二，现场检修作业，在检修光伏电源设备时，工作人员需要经过检修计划安排，安全措施布置以及倒闸操作等环节，对每一环节的安全措施进行反复核实，有利于提高施工现场的安全管理效果[4]；第三，送电操作作业，工作人员需要在熟练掌握光伏电源与电网之间的所有连接点、电网运行方式、光伏电源中电能储存量等数据信息的前提下才能开展相应的送电操作，并且应严格按照操作标准进行作业额，避免因送电操作失误而导致安全事故的发生。
　　四、结束语
　　总而言之，虽然以分布形式为主的光伏电源在实际应用过程中还存在一些技术缺陷问题有待进一步改善和优化，但是该类型电源为公共电网运行所做出的卓越贡献也是我们所不能否认的。光伏电源是国内电力领域中未来几年非常重要的发展趋势，希望工作人员可以不断地加强对光伏电源的安全管理力度，为电力行业的成长和进步添加助力。
　　【参考文献】
　　[1]常佳蕾.分布式光伏电源接入对配电网影响及并网规划研究[D].北京：华北电力大学，2016：124-127.
　　[2]陈沛华，赵会茹，李娜娜.分布式光伏电源并网影响与应对措施[J].电气技术，2015（01）：125-127.
　　[3]易桂平，胡仁杰.分布式电源接入电网的电能质量问题研究综述[J].电网与清洁能源，2015，31（01）：38-46.
　　[4]姜楠，王琦，王恩荣等.分布式光伏电源接入对配电网可靠性的影响研究[J]. 南京师范大学学报（工程技术版），2016，16（02）：1-9.