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分布式光伏系统接入对配电系统的影响分析及应对措施

随着近年分布式光伏广泛接入，其随机性、波动性、不可控性，

以及空间分布差异大、不能突破资源上下限进行调节等特质，使得整

个电网系统正在发生着重大的变化。配电网是从输电网或地区发电厂

接受电能，通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电

力网，是由架空线路、电缆、杆塔配电变压器、高低压开关柜、无功

补偿电容、计量装置以及一些附属设施等组成的一般采用闭环设计、

开环运行，其结构呈辐射状。

分布式电源接入配电网，使配电系统中发电与用电并存，配电网

结构从放射状结构变为多电源结构，短路电流大小、流向以及分布特

性均发生改变，配电网从“无源”向“有源”转变，功率从单向流动

向双向流动转变。传统的配电变压器无法满足电压频繁波动状态下的

调压需求。

市场投资方面，大量分布式光伏接入配网，使得国家对配网的投

资和技术革新同步加大；市场主体方面，除原先电网公司外，呈现出

分布式光伏业主（投资商）、分布式能源运营商、综合能源服务商、

负荷聚合商、平台服务商等众多新主体多元化；业务运营方面，出现

了全部上网、自发自用、余电上网、微电网、增量配电、虚拟电厂市

场交易等横向多能源-多服务-多样化运营模式；用户需求方面，除安

全、价格的电力供应外，绿色、灵活、个性化、可持续也逐渐成为基

础需求；技术支撑方面，分布式能源之间互联、分布式光伏与电网之

间互动、市场主体资源共享都需要数字化、人工智能、边缘计算、区

块链等技术支持。

这些变化势必对未来电网的运行模式和技术支撑带来深远的影

响。

影响一：电力消纳的影响

分布式光伏发电的输出因受光照、风力、温度等自然条件不可控

因素影响，以多点、多元、分散、间隙、随机的高比例接入配电网，

让电网消纳始终处于波动状态，不易控制，维护复杂，对电力平衡调

节和电网安全承载带来较大的隐患。

影响二：电能质量的影响

光伏电站接入电网后，公共连接点的电压偏差应满足

GB/T12325-2008《电能质量供电电压偏差》的规定。公共连接点的电

压波动应满足GB/T12326-2008《电能质量电压波动和闪变》的规定。

光伏电站接入引起的公共连接点电压变动最大不得超过3%。公共连

接点的三相电压不平衡度应不超过GB/T15543-2008《电能质量三相

电压不平衡》规定的限值，公共连接点的负序电压不平衡度应不超过

2%，短时不得超过4%；其中由光伏电站引起的负序电压不平衡度应

不超过1.3%，短时不超过2.6%。光伏电站向公共连接点注入的直流

电流分量不应超过其交流额定值的0.5%。

影响三：配网电压的影响

配电网一般呈辐射状，稳态运行状态下，电压沿馈线潮流方向逐

渐降低。接入光伏电源后，由于馈线上的传输功率减少，使沿馈线各

负荷节点处的电压被抬高，可能导致一些负荷节点的电压偏移超标，

其电压被抬高多少与接入光伏电源的位置及总容量大小密切相关。通

常情况下，可通过在中低压配电网络中设置有载调压变压器和电压调

节器等调压设备，将负荷节点的电压偏移控制在符合规定的范围内。

对于配电网的电压调整，合理设置光伏电源的运行方式很重要。如规

定光伏电源必须参与调压，吸收线路中多余的无功。在夜间重负荷时

间段，光伏电源通常无出力，但仍可提供无功出力，改善线路的电压

质量。

光伏电源对电压的影响还体现在可能造成电压的波动和闪变。由

于光伏电源的出力随入射的太阳辐照度而变，可能会造成局部配电线

路的电压波动和闪变。故分布式光伏并网接入时，对接入位置和容量

进行合理的规划很重要。光伏电站在配电网电压异常时的响应要求如

下表。

表1：光伏电站在电网电压异常时的响应要求

光伏发电系统具备一定的耐受系统频率异常的能力，应能够在下

表所示电网频率偏离下运行。

表2：光伏电站在电网频率异常时的响应要求

影响四：系统保护的影响

光伏发电系统的接入使传统的配电网由辐射式变为多电源网

络，潮流将不再单向地由变电站母线流向各个负荷节点，而可能出线

逆流，出线多种复杂的电压分布情况。光伏发电系统受自然条件变化

的影响较大，输出功率的不确定性会导致并网后的各种负荷分布情况

交替出现，也使系统潮流具有一定的随机性和复杂性。

影响五：运维安全的影响