分布式光伏电源接入安全风险防控

分布式光伏电源接入安全风险防控
摘要：分布式光伏电源迅猛发展，对电网安全稳定运行和管理带来一定影响，主要体现在四个方面：一是局部地区出现潮流反送，造成电压越限问题；二是对
负荷预测准确度更难把握；三是对继电保护造成一定影响；四是面对分布式光伏
电源规模化发展对运行管理带来的挑战。

分布式光伏电源主要为分布式光伏，其
单点接入容量小，点多面广，运行管理复杂。

公司迫切需要加强分布式光伏电源
信息接入安全风险防控管理，确保电网运行安全、电网企业与电力客户共赢发展，稳步提升电网安全防控能力。

关键词：分布式光伏；光伏接入影响；安全风险
1、分布式光伏电源原理
分布式光伏电源和网络包括直流源（光伏电池模块，光伏方形支架），直流
配电单元（直流转换箱，直流配电柜），电网逆变器，交流配电单元和计量等设备。

运行模式是在太阳辐射条件下，太阳能电池模块阵列的光伏发电系统将转换
为太阳能输出，通过直流转换箱进入直流配电柜，由电网逆变逆变器交流电源建
筑物本身负载，过多或不足的电力通过连接电网进行调节。

其中，逆变器（也称
为功率调节器）是光伏发电的主要组成部分，可将直流电转换成交流电源。

在实
际应用中，逆变器还具有使太阳能电池性能最大化和系统故障保护功能的功能。

具有防止“孤岛”运行，自动运行停止功能，最大功率跟踪控制功能的功能。

2、分布式光伏电源并网安全风险分析
2.1、对配电网运维检修的影响
2.1.1、增加了“反送电”安全风险分布式光伏电源并网后，在停电检修的
区域内可能有“孤岛”运行的电源点存在，造成“反送电”，进而威胁检修人员
人身安全。

实地调研发现逆变器类分布式光伏电源接入系统，由于其电源与负荷
不匹配，负荷对公共电网电源依赖度高，公共电网断电后，由逆变器防止“孤岛”
运行。

但在实际运行中，用户并网逆变器存在一些隐患，不能作为防“反送电”
唯一信赖的设备。

一是可能形成“孤岛”运行检测盲区，如当用户负荷主要由分
布式光伏电源供给，或负荷调节功能强大，在公共电网断电、“孤岛”形成前后
分布式光伏电源接入点的电压或者频率变化很小，以致没有达到保护整定值、
“孤岛”运行检测失败，此时，实际已形成“孤岛”运行状态，具备“反送电”
电源条件。

二是分布式光伏电源并网逆变器属用户资产，其可自主选择设备厂家，公共电网检修维护单位难以掌握和控制设备质量，且分布式光伏电源用户普遍缺
乏专业知识，落实“停电、验电、接地、装设围栏和标示牌”等基本安全措施存
在困难。

同时，由于逆变器和低压并网点开断设备没有明显开断点，电网检修作
业人员无法直接确认其状态。

作者认为在接入了分布式光伏电源的低压配电网开
展停电检修工作，存在通过220V/380V电压等级并网的分布式光伏电源“反送电”风险，特别是在用户装备了储能元件等情况下，形成微电网“孤岛”运行的概率高，防“反送电”压力大。

2.1.2、降低了停电检修维护效率
由于分布式光伏电源多采用T接并入系统，线路发生故障时增加了安全事件
判断和巡查时间；排除故障送电时，因线路上所T接的每个电源都须进行联系，
延长了送电时间。

2.2、对电网控制和安全运行的影响
分布式光伏电源由于受太阳光影响，具有不可调度性，功率波动且需要系统
备用，使得配电网电压调节和保护配合更加复杂。

2.2.1、对配电设备利用率的影响
由于分布式光伏电源普遍具有随机性和波动性的特点(如光伏、风电、径流
式小水电等可再生能源分布式光伏电源出力呈间歇性特点；热电联产机组往往采
用“以热定电”的方式发电，供热要求变动将引起输出功率的变动)，出于建设
成本考虑，小型分布式光伏电源普遍没有配置储能装置，不能提供持续、稳定的
电能供应，而分布式光伏电源供电的用户对供电要求却没有降低。

因此，配电网
必须要为其提供足够的备用容量，分布式光伏电源接入的配电变压器和上级线路的负载率将受到影响，配电设备利用率将会有所下降。

2.2.2、对配电网继电保护的影响
对采用低压分散方式并网的分布式光伏电源，由于容量较小且多数为光伏发电，机组短路电流较小，并接入配电变压器低压侧，若分布式光伏电源发电电量可以在本台区消纳，则对中压配电网影响较小；若通过变压器向上一电压等级送电则会对中压配电网的保护产生影响。

比如，对电流保护可能导致保护的灵敏度降低及拒动、本线路保护误动、相邻线路的瞬时速断保护误动失去选择性等；对采用专线接入的分布式光伏电源，其接入并未改变配电网原有潮流方向，对配电网电流保护影响较小。

此外对配电网自动重合可能产生两种潜在威胁:非同期重合、故障点电弧重燃。

2.2.3、对配电网自动化的影响
分布式光伏电源并网后，增加了配电网运行监控的复杂性和紧急事件处理的难度，极有可能引发误调度；此外，如果配网运行调度需要接入分布式光伏电源实时发电信息，就可能存在信息安全问题。

2.2.4、对系统稳定的影响
由于光照不稳定，分布式光伏电源发电时功率存在波动，调控能力较弱，若光伏电源容量比较大时，系统的备用支撑则会存在问题，进而对系统安全稳定产生影响。

3、分布式光伏电源接入安全风险防控管理
3.1、加强分布式光伏电源并网管理
首先强化光伏接入风险防范和预控管理，制定分布式光伏电站投运前验收程序制度并规范光伏电站运行及检修等管理。

光伏扶贫项目的并网运行信息采用无线公网通信方式传输，应采取信息安全
防护措施，信息采集及传输应满足《电力监控系统安全防护规定》等相关制度标
准要求。

宜上传发电量、电流、电压、功率等信息，上传并网点开关状态信息。

3.2、优化380/220V分布式光伏发电并网流程
由于光伏接入大多数是10千伏及380/220V，点散量多，按照原有管理办法，部分环节存在隐患，可能造成电网运行风险。

优化380/220V接入管理流程，用
户确认接入系统方案后，发电设备信息、发电设备地理位置及接入系统方案等相
关材料，均需提交备案。

380/220V接入的验收主要检验发电设备情况、实际设备
与设计对比、并网装置性能、保护配置整定、断路器动作等。

3.3、强化光伏接入风险防范和预控管理
建立项目设计审查阶段调度参与审批原则。

从光伏电站接入方式、信息传送、保护及自动装置配置、无功补偿、入网管理等几个方面，明确调度、安监、运维
等部门审批原则，把好项目初审关。

3.4、制定分布式光伏电站投运前验收程序制度
对光伏电站投运前运行的各项准备工作，各验收项目逐条通过后方可同意光
伏电站投运并网。

3.5、规范分布式光伏电站运行检修管理
制订分布式光伏电站运行检修管理办法，进一步强化小电源检修安全管理，
改变系统运行方式尽量不反送电。

3.6、开展对已投运分布式光伏电站的安全隐患排查
排查光伏电站并网线路进线断路器保护定值是否满足调度限额定值及时间要求，并网点是否具备防孤岛自行解列功能等。

3.7做好光伏电源的备异动，电压频率及负荷控制同时兼顾做好电网故障处理。

设备动管理方面，光伏异动流程按照公司配网设备异动流程管控，PMS图纸、配电自动化系统电子图与现场设备“图物相符、状态一致”。

光伏在设备异动前
后应得到调控值班调度员许可。

做好电压、频率及负荷控制。

根据无功分层分区就地平衡的原则，光伏发电
保证网内功率因数满足相关要求。

按照有关规定制定网内的事故限电序位表，
经政府主管部门批准后，向甘南县调报备，在紧急情况下执行。

强化涉及光伏电站电网故障处理，调度机构与光伏电站应按照调度管辖范围，依据有关规定，正确、迅速地进行电网故障处置，并及时与电源厂家相互通报
相关故障处置情况；双方按照《电力系统安全稳定导则》、电力系统调度规程及
其他有关规定，结合电网结构、运行特点等电网具体情况，制定故障处置原则与
具体的反事故措施。

4、结语
随着新型电网对电网安全提出更高要求，我们应该全面掌握实时源、网、荷
实时运行工况，为保证电网安全稳定运行，必须根据省市公司要求认真做好光伏
安全风险管理工作，为乡村振兴及“碳中和”，“碳达峰”提供了新能源支撑，
确保电网健康、安全发展，适应新时代对电力的新要求，为美好生活充电，为美
丽中国赋能。

参考文献
[1]殷悦.含分布式光伏发电的配电网故障分析和保护的研究[D].北京：北京
交通大学,2016.
[2]王德明.含分布式光伏电源配电网故障分析和保护研究[D].陕西：西安石
油大学,2021.
[3]范熙蕊.含分布式光伏电源的主动配电网故障分析与保护[D].吉林：长春
工业大学,2020.。