大規模分布式電源接入對配電網的影響

郭黎

摘 要

為充分運用分布式電源，協調大電網與分布式電源之間在可控性、易用性之間的矛盾，發揮分布式電源為電網和用戶帶來的價值和效益，研究分布式電源并網技術，做好分布式電源規劃與電網規劃的銜接有著積極的意義。本文對分布式電源接入對配電網的影響進行了探討。

【關鍵詞】分布式電源 配電網

分布式電源是當前電網建設的新興產業，是隨著可再生能源的發展而在新能源界興起的新型技術，同時也是未來能源領域的重要發展方向。分布式電源，主要是指在用戶所在場地或附近建設安裝、運行方式以用戶側自發自用為主、多余電量上網，且在配電網系統平衡調節為特征的發電設施或有電力輸出的能量綜合梯級利用多聯供設施；包括太陽能、天然氣、生物質能、風能、地熱能、海洋能、資源綜合利用發電等。分布式電源作為一種依托于新能源發展起來的發電模式，具有一定的優勢和科學性，能夠積極優化調節供電結構，改變傳統供電模式的弊端，是我國調整能源消費結構、履行碳排放承諾、促進經濟和社會的可持續發展的必然選擇。

1 分布式電源的應用

1.1 節省電網投資，降低電能消耗，促進環保事業發展

分布式電源多是利用風能、太陽能等自然能源，能夠就地取材，這就大大降低了電網建設成本低，減少了傳輸過程中電能的消耗和浪費，同時實現了環保的要求，對于地區的低碳經濟和循環經濟發展有著很好的促進作用。

1.2 提高電力系統可靠性，實現能源多類利用，穩定電力供應

從以往國內外眾多的電力事故來看，一定范圍內的停電事故是永遠存在的。當電網出現大面積停電事故時，分布式發電系統可以保持正常運行，維持正常的電力供應，從而提高了供電系統的安全性和可靠性。此外，分布式電源的電力供應能源有天然氣、風力、太陽能等多種類型，這就實現了能源的多類利用，促進能源利用率的提高和能源利用結構的合理調整。

1.3 調節電力高峰，滿足電力市場需要，促進智能電網建設

隨著經濟水平的提高，家家戶戶都有了各種各樣的電器，其中不乏大功率電器，比如空調、電冰箱和電暖器等，這就造成冬夏兩季成為電力負荷的高峰時期。而采用分布式電源和傳統電力供應相結合的方式，可以良好地解決解決這個問題，良好地調節電力高峰，促進國家電網的建設，滿足市場的需求。

2 分布式電源對配電網的影響

要想讓分布式電源在發揮巨大優勢的同時，安全接入電網，形成新的保護策略是勢在必行的。整個電網的安全穩定運行是保障分布式電源有效發展的前提，要加強對配電網的影響研究。

2.1 分布式電源對配電網規劃的影響

分布式電源的接入，將會直接影響到系統負荷的增長模式，原有配電系統的負荷預測和規劃面的不確定性在一定程度上得以提高，進而影響配電網規劃的合理性。 在配電網系統中，由于本身的節點數量比較多，進而導致配電系統中出現數量較多的分布式發電機節點，在一定程度上大大增加了網絡結構中尋找最優網絡布置方案的難度。 電網位置的不確定性受接入分布式電源的的影響將會增大，變壓器容量、分接開關調壓范圍、線路輸送容量等內容的配電網合理規劃的難度在一定程度上受這種不確定性的影響將會明顯增加。對含多種類型分布式電源接入的配電網，對各種類型電源的協調使用成為解決問題的關鍵所在。

2.2 分布式電源接入對配電網可靠性的影響

在配電系統中，如果分布式電源作為備用電源使用，在電網供電能力不足的情況下，分布式電源通過向外送電，配電網的過負荷和堵塞就可以部分消除，配電網的裕度就可以增加。當分布式電源與系統電源并網運行，配電網運行的可靠性、穩定性在自身穩定性、可靠性和運行經驗等因素的影響下面臨嚴峻的考驗。分布式電源接入配電系統之后，孤島運行將可能會成為一種新的運行方式。所謂“孤島”是指無論是主配電網，還是分布式電源，當其中的任一開關出現跳閘，分布式電源與主配電網解列后，依然能夠向獨立的配電網進行供電，滿足用戶的用電需要，進而形成孤島運行狀態。分布式電源的獨立運行在孤島狀態，電壓和頻率得不到有效控制，所提供的電能可能會發生無法滿足電力用戶需求的情況，負荷可能出現的供需不平衡將嚴重損害電能質量。此時由分布式電源供電的線路電壓會慢慢衰減，從而造成電力用戶電壓過低，在一定程度上會損傷用戶的用電設備和配電網設備。

2.3 分布式電源接入對配電網網損的影響

在配電網中接入分布式電源后，配電系統成為由用戶互聯，以及多電源組成的弱環網絡。進而使得配電網的原有結構和分布發生明顯的變化，同時也將難以預測大小和方向，使得配電網的網損發生變化。分布式電源接入電網并不能確保電網損耗的降低，電網損耗將會受到電網結構、電壓等級等因素的直接影響。當然，分布式電源的不適當布點接入，沒有對發電出力進行控制，出現隨意開停現象，這一切都會增加電網損耗，使得電能質量下降。

2.4 分布式電源接入對配電網繼電保護的影響

降低原有的繼電保護裝置靈敏度，甚至出現拒動故障。流過饋線繼電器的電流因分布式電源產生的故障進而減小，速斷保護無法啟動，從而故障不能及時切除。導致配電系統的繼電保護裝置出現誤動作。分布式電源的接入直接影響電網短路電流的大小和流向，分布式電源所在的線路保護因相鄰饋線的故障，可能會發生誤動作，進而損壞設備。 改變了配電網的故障水平。配電網的故障水平受到分布式電源數量和種類的影響，將會出現提高或降低，故障電流在大容量的分布式電源的影響下，將會出現大幅度的變化。

2.5 分布式電源的接入影響配電網電壓的波動

在配電網中由于接入了分布式電源，在用戶端由于出現了電源，在一定程度上影響穩態電壓的分布規律，例如，當以異步發電機為主的風電場并網運行時將會引起系統無功的變化，進而影響整個系統電壓。分布式發電功率隨機變化、分布式發電機隨意啟停，將會突然改變潮流分布和大小，因配電變壓器沒有有載調壓功能，配電網根本無法應對這種因潮流突變而導致的電壓變化，將會引起電壓波動、電壓閃變等電能質量問題。

3 結語

綜上，建設分布式電源方面的技術還在不斷發展中，分布式電源的正常應用還處在不穩定的時期，把分布式電源接入電網仍有很多尚未解決的問題。要想讓分布式電源在發揮巨大優勢的同時，安全接入電網，形成新的保護策略是勢在必行的。整個電網的安全穩定運行是保障分布式電源有效發展的前提，因此相關部門應提出并實施相應的解決方案，解決分布式電源接入電網的安全問題，使分布式電源在擁有安全保障的前提下為社會的可持續發展做出巨大貢獻。

參考文獻

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作者單位

中電投電力工程有限公司 上海市 200233