淺談地方電廠并網對電力系統的影響

摘要：本文結合電力系統的實際情況，總結了大量地方發電廠分散電源的并網運行給電力系統的穩定性、繼電保護、電壓控制等方面的影響。

關鍵詞：分散電源 穩定性 保護 自動裝置

從19世紀70年代歐洲進入電力革命時代，到1882年愛迪生在美國紐約珍珠街建立了一座擁有6臺發電機組的發電廠，再到現在各種類型發電廠的建立、投產，給人們的生活帶來了巨大的變化。這種集中發電、遠距離輸電和大電網互聯的電力系統是目前電能生產、輸送和分配的主要發供電方式，以及大量地方發電廠分散電源的并網運行，地方發電廠分散電源作為集中供電系統的一種有益補充，有其一定的優點：①在主網故障時，提供必要的備用容量，繼續對用戶供電；②在主網功率缺額時，可以完成緊急調峰的任務；③減少了電壓跌落等電能質量發生問題的可能；④提高了小系統中用電負荷的供電可靠性；⑤分布在用電負荷周圍，降低了輸配電損耗；⑥在一定程度上，緩解了主網改造擴容的壓力。現在地方發電廠分散電源已經成為集中供電方式不可缺少的重要補充，在一定程度上緩解了地方電廠的供電壓力。但是，大量地方發電廠分散電源的并網運行，也會給電力系統的穩定性、繼電保護、電壓控制等帶來了一系列的影響。下面我們就來討論一下大量地方發電廠分散電源并網運行對電力系統安全穩定、潮流分布、電能質量、供電可靠性、網絡損耗、保護配置等方面的影響。

1 對于穩定性的影響

地方發電廠分散電源接入配電網后，輻射式的網絡將變為一個遍布電源和用戶的互聯網絡，潮流也不再單向的從變電站母線流向各個負荷。地方發電廠分散電源的接入將對系統穩定性的影響主要是引起了系統潮流的變化，不過，因地方發電廠分散電源的容量小，供電半徑小，負荷幾乎都集中在電廠的母線上，一般在暫態分析中，只把它作為一個負的負荷來考慮，很難影響到電力系統的穩定性。

當系統發生故障時，系統電壓下降，地方發電廠分散電源的有功出力下降，同時，吸收一定的無功功率，因此，地方發電廠分散電源的接入提高了系統的穩定性。當系統中出現大量電動機啟動時，整個系統無功需求講增大，電壓將下降。

2 對于保護和自動裝置的影響

配電網大都是輻射性網絡，開環運行，都假設潮流是單向的，從電源流向低壓網絡，所以配網的相間和接地保護大都采用延時的多段過流保護，通過定值和時間整定實現選擇性。當配電網中接入有地方發電廠分散電源，在發生短路故障時，地方發電廠分散電源自身也會向故障點提供一個短路電流，因保護的位置、故障點的位置和地方發電廠分散電源接入的位置不同，會造成流過保護裝置的短路電流就會發生變化（增加或減小），因此，在系統發生故障時，對系統本身和地方發電廠分散電源都會造成影響。

3 對于電能質量的影響

在配網系統中，地方發電廠分散電源的接入大大增加了其電能質量問題的復雜性。地方發電廠分散電源連接到系統以后，系統和地方發電廠分散電源的影響是相互的。輸配電網絡會造成地方發電廠分散電源/負荷的電壓跌落、電壓驟升、波形畸變和電壓不平衡等結果；地方發電廠分散電源/負荷會造成系統諧波電流、不平衡電流和無功電壓閃變等結果。

4 對于電壓控制和無功潮流分布的影響

用戶的用電設備正常工作時，對于電壓的要求比較高，因此，在配電網中有很多的電壓控制措施（如：有載調節變壓器分接頭、無功補償等），地方發電廠分散電源的出現給電壓控制帶來了一定的問題。

地方發電廠分散電源的接入改變了系統潮流，同時也改變了無功分布和電壓。系統的潮流方向改變以后，傳統的適用于輻射性配電網的自動電壓控制的調整難度增加了。如果地方發電廠分散電源大于它所在的饋線的總負荷量，會向系統供電，使潮流反向，將造成饋線末端的電壓升高；如果地方發電廠分散電源遠遠小于它所在的饋線的總負荷量，或是出現故障而造成小于它所在的饋線的總負荷量，會從系統吸收有功功率和無功功率，將造成饋線末端的電壓降低。

5 對于網絡損耗及其經濟性的影響

地方發電廠分散電源的接入改變了系統潮流的同時，因為地方發電廠分散電源的位置及網絡拓撲結構和容量及饋線總負荷量的大小這兩個主要因素，也改變了網絡損耗。如果一個小地方發電廠分散電源靠近一個大負荷，地方發電廠分散電源的容量小于它所在的饋線的總負荷量，它就近承擔了一部分負荷量，減少了系統因供應負荷所要傳輸的有功和無功，相應的也就減少了網絡損耗；反之，如果一個大地方發電廠分散電源離負荷中心較遠，地方發電廠分散電源的容量大于它所在的饋線的總負荷量，需要經過網絡傳輸向系統供電，增加了配電網的損耗。

6 對自動控制裝置和繼電保護策略的影響

地方發電廠分散電源的容量一般較小，電壓等級也比較低，一般通過110KV或5KV的配電網并入主系統。并入地方發電廠分散電源之前，配電網多為輻射性單電源系統，有地方發電廠分散電源并入后，則變為雙電源或多電源系統。然而，與普通的多電源系統不同，并入地方發電廠分散電源后，配電網一側是主系統電源（該電源強大，容量較大），其余側是地方發電廠分散電源（該電源較弱，容量較小）。地方發電廠分散電源的并入，可能會改變原有系統的潮流分布和短路電流大小，對配電網原有的繼電保護裝置的配置會有一定的影響。

鑒于以上所列地方發電廠分散電源的并網運行給電力系統的穩定性、繼電保護、電壓控制等帶來的影響，需要從地方發電廠分散電源并網發電的運行特性著手，提出一些克服對電力系統安全穩定、潮流分布、電能質量、供電可靠性、網絡損耗、保護配置等方面影響所須采取的技術和管理措施。

參考文獻：

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