淺談分布式電源接入對配電網(wǎng)運行影響

劉翠勉

摘要：隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，分布式電源逐漸成為配電網(wǎng)中的重要力量。從目前來看，配電網(wǎng)領(lǐng)域接入分布式電源，使得電力系統(tǒng)變得更加高效靈活。本文敘述了分布式電源的概念以及分布式電源接入配電網(wǎng)的優(yōu)點，介紹了分布式電源對電力系統(tǒng)、配電系統(tǒng)以及配電網(wǎng)運行的管理等方面的影響，指出了當前適當?shù)墓芾磙k法。

關(guān)鍵詞：分布式電源；配電網(wǎng)；運行管理

引言

根據(jù)容量規(guī)模和能源資源分布特點，太陽能、生物質(zhì)能、地熱能、風能等新能源一般采用分布式電源的方式接到輸配電網(wǎng)。近年來，分布式電源技術(shù)以所用原料廣泛、發(fā)電形式靈活、環(huán)境污染小的優(yōu)點，發(fā)展很快。分布式電源的接入改變了配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，從輻射性網(wǎng)絡(luò)過渡到用戶負荷直接和分布的點狀電源相連的網(wǎng)絡(luò)，如果大規(guī)模接入，會對配電網(wǎng)產(chǎn)生非常大的影響。

1 分布式電源

分布式電源指的是環(huán)境兼容的且分布在配電網(wǎng)中功率為10kW～30MW的小型模塊式獨立電源。分布式電源具有利用再生能源、調(diào)峰、節(jié)省輸變電投資、提高供電可靠性、降低網(wǎng)損等優(yōu)點。一般看來，分布式電源的發(fā)電形式包括小型熱電聯(lián)產(chǎn)、小型風力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、風力水力蓄電等，其中光電和小型風電非常適合接入社區(qū)、樓宇，將來，這是智能電網(wǎng)的一個重要發(fā)展方向。

低壓配電網(wǎng)連接的結(jié)構(gòu)類型有樹枝式接線、環(huán)網(wǎng)式接線、單電源輻射式接線等，根據(jù)供電的可靠性，用戶選擇接線方式。在我國的低壓配電網(wǎng)建設(shè)中，單相輻射狀鏈式結(jié)構(gòu)是主要連接方式。

分布式電源接入配電網(wǎng)中運行時的優(yōu)勢如下：電氣上的結(jié)構(gòu)連接不是非常緊密，系統(tǒng)中各電源點相互獨立，用電客戶根據(jù)需要可以自行調(diào)整，供電可靠性比較高，大規(guī)模停電事故發(fā)生的概率低。用戶可自行監(jiān)控自己區(qū)域的電能質(zhì)量和可靠性，適合向偏遠山區(qū)、辦公樓、社區(qū)居民樓供電；在分布式電源輸配電的過程中，其損耗非常小，節(jié)約很大電量；此外，具有調(diào)峰作用，安裝維修成本低，分布式發(fā)電接入負荷中心，減小各終端變電站母線的等值負荷，以緩解在電力系統(tǒng)功率傳輸方面的要求。

2 分布式電源對電力系統(tǒng)的影響

2.1發(fā)電、輸電系統(tǒng)方面

分布式電源的接入，使得新建的遠距離輸電線和集中式發(fā)電廠的需求減少。其次，分布式電源的接入也影響了繼電保護配置整定計算，如短路電流、潮流流向變化等均易造成繼電保護失配問題。

2.2配電系統(tǒng)方面

分布式電源的應用，將一個輻射式的網(wǎng)絡(luò)變成一個遍布用戶互聯(lián)和電源的網(wǎng)絡(luò)，使得配電網(wǎng)絡(luò)的運行方式和規(guī)劃發(fā)生非常大的變化。對于正在興起的配電網(wǎng)智能化、自動化來說，分布式發(fā)電技術(shù)帶來的影響也需要考慮。

3 分布式電源接入對配電系統(tǒng)的影響

配電系統(tǒng)接入分布式電源后，就變成了不滿電源和負荷的系統(tǒng)，而以往的配電網(wǎng)中一般沒有電源，這就形成了較大差異。因此，分布式電源的接入將會給配電網(wǎng)造成非常大的影響，例如：靜態(tài)穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化、電壓質(zhì)量、短路電流、諧波、計量、調(diào)度、繼電保護整定問題等一系列影響。

4 分布式電源對配電網(wǎng)運行管理的影響

4.1對電壓質(zhì)量的影響

分布式電源的接入，會對配電網(wǎng)引起很大擾動，從而影響到電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量，主要表現(xiàn)兩點：諧波污染，分布式電源很可能引起諧波，分布式電源的本身就是諧波電源，其原理基于電力電子技術(shù)接入；電壓閃爍，在以下情況下接入分布式電源，可引起電壓閃爍，如布式電源的輸出突然變化或發(fā)生較大變化，大型分布式電源系統(tǒng)突變啟動、反饋環(huán)節(jié)和分布式的電壓控制設(shè)備相互影響。

4.2對電壓的影響

分布式電源的接入對穩(wěn)態(tài)電壓分布存在較大影響，以往的配電網(wǎng)呈輻射狀，穩(wěn)態(tài)運行時，沿饋線的潮流方向，電壓逐漸降低。分布式電源接入后，分布式電源輸出的無功功率以及饋線上的輸送能量減少，沿饋線的各負荷連接點處的電壓幅值增加。以往配電網(wǎng)中，無功功率、有功功率隨時間的變化，會造成系統(tǒng)電壓波動，線路終端方向的波動則會更大。如果負荷在配電網(wǎng)末端附近集中，波動會更大，因此要杜絕這種情況發(fā)生。

4.3對電力系統(tǒng)繼電保護的影響

由于配電網(wǎng)上絕大部分故障為瞬時性故障，且以往輻射狀配電網(wǎng)的潮流方向的單向流動性，所以，以往配電網(wǎng)的保護設(shè)計，通常是在主饋線上設(shè)置自動重合閘裝置，變電站處設(shè)置過流保護裝置，支路上設(shè)置熔斷器，短路電流單向性決定于潮流單向流動。分布式電源的接入，會導致短路電流流向發(fā)生變化，因此對繼電保護整定的要求也就更高。

4.4對電能損耗的影響

將分布式發(fā)電源接入到配電網(wǎng)中的負荷近旁，整個配電系統(tǒng)的潮流流都會發(fā)生變化，按分布式電源的出力大小和節(jié)點負荷的關(guān)系，分布式發(fā)電可能增大或減小能量的損耗，主要決定于分布式電源的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、負荷的相對大小、節(jié)點的位置等因素。

4.5對配電網(wǎng)運行可靠性的影響

分布式電源如果只是作為備用電源，則能為電網(wǎng)供電提供可靠性，但如果電力網(wǎng)絡(luò)與分布式電源并列運行，就有可能導致系統(tǒng)穩(wěn)定性和供電可靠性受到影響，同時，也會影響到配電系統(tǒng)的可靠性評估運行指標體系。

需要協(xié)調(diào)系統(tǒng)與控制方案和保護設(shè)備。分布式電源接入系統(tǒng)后，會出現(xiàn)短路電流變化，電壓因負荷與功率輸出不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生波動，干擾到電壓的控制，影響到網(wǎng)絡(luò)損耗等，如果控制方案設(shè)置不符，會導致系統(tǒng)的供電安全性削弱。

需引入發(fā)電機組的可靠性指標。以往配電系統(tǒng)中的元件主要包括主饋線、分支線、聯(lián)絡(luò)開關(guān)、配變等，故障率、維修率、平均修復時間、平均運行時間等都是評價各元件可靠性的主要指標有，配電系統(tǒng)中接入分布式電源，配電系統(tǒng)的可靠性指標會發(fā)生變化。

需引入評估分布式電源影響的指標。系統(tǒng)停電頻率、平均供電可用率、停電持續(xù)時間等指標是以往可靠性評估的主要系統(tǒng)指標。

4.6改變故障電流

分布式電源的出現(xiàn)會使得配電網(wǎng)的故障電流水平提高，同時，分布式電源的類型、規(guī)模、模式、系統(tǒng)的連接方式等因素都會影響到分布式電源對故障電流。

5 當前配電網(wǎng)運行管理辦法

5.1抓好并網(wǎng)技術(shù)

電壓質(zhì)量保證合格，接入后的電壓偏移不能超過允許的范圍，動熱穩(wěn)定電流需要滿足，要求配電設(shè)備的正常運行電流不得超過額定值。短路容量不超過電纜、開關(guān)等配電設(shè)備的允許值，電能質(zhì)量合格，所引起的電壓閃變、諧波、驟升、驟降不超過規(guī)定值。

5.2抓好配網(wǎng)建設(shè)

適應配電自動化，改變配電網(wǎng)的現(xiàn)狀，使用配電智能化，為分布式電源接入打好良好基礎(chǔ)。

5.3完善功能信息

并網(wǎng)的分布式電源必須能夠和電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)進行數(shù)據(jù)通信，采集電源的電氣運行情況，再上傳至電網(wǎng)調(diào)度的機構(gòu)，此外，還要有能力接受電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)控制調(diào)節(jié)指令，并網(wǎng)雙方的通信系統(tǒng)要滿足電網(wǎng)運行對電力系統(tǒng)通信業(yè)務的要求，滿足調(diào)度電話、繼電保護等業(yè)務對電力通信的要求。

5.4定期測試并網(wǎng)參數(shù)

接入電網(wǎng)前，分布式電源要進行相應檢測，并網(wǎng)成功后，還應定期進行檢測，其檢測點為電源并網(wǎng)點，檢測單位或部門要有相應資質(zhì)。

5.5確保電能計量準確可靠

在分布式電源接入前，明確用網(wǎng)電量計量點和上網(wǎng)電量，應協(xié)商確定計量點的設(shè)置位置，每個計量點都要有電能計量裝置，其配置技術(shù)要符合相關(guān)標準。采用智能電能表，其技術(shù)性要滿足國家電網(wǎng)公司的相關(guān)標準。

6結(jié)束語

目前，我國對分布式電源的研究還處在起步階段，分布式電源技術(shù)漸漸滲入，將會更加突出對配電網(wǎng)的影響，特別是對電網(wǎng)安全運行、電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計的影響較為顯著。所以，我國需要大力開展具有針對性的科研活動，進我國分布式電源技術(shù)快速發(fā)展。

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