分布式電源入網對配網電壓質量管理分析

蘇志斌

摘要：分布式發電系統能夠降低網損，發揮能源的利用效率，然而新型電力能源在并入配電網系統以后，由于是新技術，在其應用初期會遇到各種阻礙，這包括技術難題和供電商的抵觸情緒，但從長遠的發展來講，這勢必是電力系統發展的重要方向。文章闡述了分布式電源的概念及其優缺點，隨后對其并入配電網系統帶來電壓質量的影響進行了分析。

關鍵詞：DG入網；分布式電源；配電網系統；穩態電壓質量；電力系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM711 文章編號：1009-2374（2017）06-0197-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.06.098

人類的生產生活都離不開電力能源，然而因為發電引起的環境污染問題成為了全球關注的熱點，如何減少生產生活中的排污問題成為了當前生產發展的基本目標。傳統的火力發電方式會因為其嚴重的排污量而逐漸被其他新型電力能源所取代，社會大力提倡風能、太陽能等分布式發電方式，以減少用電造成的環境污染。

1 分布式電源的概念及其優缺點

所謂的分布式電源，是指將發電設施直接布置在配電網附近或者是分布在負荷附近，使得發電更加高效、經濟和可靠，這滿足了特定用戶的用電需求，也對已有配電網的經濟運行進行較好的支持，所以又叫“分散式電源”。其發電的規模較小，通常在數千瓦到數十兆瓦之間。分布式電源的種類分為風能、太陽能、燃料三種。通常分布式電源的并網形式分為直接連接到電網和通過電子設備連接入電網兩種形式。分布式是可以獨立運行的，為范圍內的用戶進行獨立供電；分布式電源在獨立運行的同時和當地電網之間安裝了自動轉換裝置。而分布式電源入網，與電力系統并聯運行，有兩種運行方式：第一，對當地電網輸出電能；第二，不對當地電網輸出電能，這需要根據分布式電源的實際用途而定。

分布式電源的優點是：第一，對于電力公司來講，分布式電源能夠減少輸電過程中的損耗，作為供電的后備電源，在擴招電網時能夠減少經濟投資；第二，對于用戶來講，分布式電源有巨大的經濟效益，將終端用戶的用電費用進行有效降低，并得到可靠性的供電，提高了電能質量，采用可再生能源進行發電，有利于環境保護。

分布式電源的缺點是：分布式電源入網將會影響到系統的網損電壓，降低電能質量；在電力系統進行負荷預測、規劃以及運行方面都存在較大的不確定性；分布式電源并網（DG）后，會影響到供電商的售電量，降低供電商的利益，使得供電商抵觸DG逆向售電策略。

2 分布式電源入網對配網電壓質量管理的影響

2.1 對配電網的影響

當前已有的配電網是一種輻射型線路網絡，供電線路是由電源指向用戶端。然而分布式電源并網后，供電線路會發生極大的改變，其線路會因為DG而打亂其流向和大小。在配電網的安全方面，分布式電源并網會帶來局部配電網有源的局面，威脅到配電網的利益。在配電網繼電保護方面，分布式電源的并入將會對原有的保護系統產生不正確的行為。在配電網調度方面，分布式電源接入會影響其運行，這是由于利用新能源發電的分布式電源，特別是風能電源的接入會影響到配電網的電壓控制，配電網的電壓會因為分布式電源所在地負荷的變化而產生變化，配電網的輸出電壓受到分布式電源的抑制，形成不協調的負荷運行，影響配電網的安全穩定性。在配電網的可靠性評估方法方面，分布式電源接入能夠使得其容量范圍內的負荷能夠持續供電，即孤島運行，而不用再只有通過上級電網才能得到負荷，一旦上級電網的原件存在故障，分布式電源接入地可以采取孤島運行的方式得到持續的供電。

所以，在DG并網前需要科學分析以上問題，提出積極應對措施，保障能源得到有效、靈活的應用，使得配電網系統得到安全可靠地運行。

2.2 對穩態電壓質量的影響

當接入分布式電源后，會對電力系統中的穩態電壓分布形成影響。在負荷不變的情況下，DG并入會在不同程度上升高饋線各個負荷點的電壓。一方面，DG接入會將供電質量和供電的可靠性進行提高，當配電網的關聯負荷較大時，可以將分布式電源投入使用，避免系統故障影響配電網的穩定性，保證及時、快速供電；另一方面，DG接入會對系統電壓造成閃變，分布式電源是因為電力市場交易需求、國家規定、自然條件、用戶需求而產生的，其不規則性會導致輸出功率的波動，繼而影響配電網電壓出現閃變情況，或者是在突變的輸出功率情況下，導致反饋電壓控制件與分布式電源之間彼此影響，從而出現電壓閃變，還有一個電壓閃變的原因是配電網負荷不能和分布式電源進行協調運行。在用戶控制分布式電源的啟動與停運的情況下，會造成配電網的電壓隨時產生波動。由此需要對DG接入中不同的電壓的調節和控制方式制定控制手段與策略，保障分布式電源接入與配電網能夠相互配合。具體要考慮電壓驟降情況下分布式電源的有效性、安裝位置以及容量大小。在孤島運行的電源切換中給用戶負荷的電壓閃變入行進行解決。而在電力電子型分布式電源中會有諧波污染，應如何解決，從圖1中可以看出DG接入能夠明顯改善系統線路中的電壓分布。

從圖2中可以看到，DG接入位置不變，DG輸出總出力決定了電壓的支撐。滲透率隨著總出力的增多而增高，使得電壓支撐變大，并提高了整體電壓水平。此外，接入處能夠得到更好的電壓分布效果；越大容量的DG并入使得變電站調壓變得更難，在達到一定程度的DG容量時，就需要調整線路中調壓器。

圖2中，數值由大到小排列：1為100%；3為36%；6為22.6%；4為14.3%；5為11%；0為0%。

2.3 對繼電保護的影響

對于單端電源供電的配電網系統，線路中發生故障時使得供電只在一側的電源進行，由此會在線路系統的一側設置繼電保護。當并入分布式電源后，會改變原有的配電結構。在發生故障時，故障點的電流會因為DG并入而加大，而DG分流增加或減小故障電源電流，從而影響到繼電保護范圍和敏感度。

2.4 對配電網絡可靠性影響

分布式發電的一次能源具備多樣化和不同的輸出性能，并入配電網后有間歇性和隨機性的輸出功率，對配電網的可靠性的評估指標體系造成影響。第一，原有的配電網中有聯絡開關、分支線等元件，其平均修復時間、平均運動時間、故障率等可靠性指標在DG接入后會發生改變；第二，原有配電系統中的平均供電可用率、停電持續時間、系統停電頻率等可靠性評估指標值會在DG并入后被弱化；第三，DG接入將改變短路電流，會增加或減少網損，干擾電壓控制。

由此，需要提前對分布式電源的合理入網采取有效的控制措施，從而整體改善系統的電能質量。在分布式電源并入時，需要考慮到系統故障如何解決的問題，使得整個電網系統的穩定性得到保障。具體要將分布式電源和電能質量調節進行優化配置，將二者進行統一控制，同時要對分布式電源的電力電子設備進行合理控制，使得電網中的原有諧波得以改善，保障高電能質量，這對系統的額外資金投入也極為有利。

3 結語

綜上所述，分布式電源有其獨特的提供電能的優勢，但在并入配電網系統后，勢必會因為二者的結合形成一些總體供電方面的缺陷，如何在分布式電源并入配電網前考慮到更多解決二者融合后的技術解決方案，需要有關人員做好深入的分析研究，就分布式電源入網后對配電網電壓質量的影響制定出合理的應對方案，為可再生能源發電進行廣泛的應用打下基礎。

參考文獻

[1] 武祖林.淺析分布式電源接入對配網的影響[J].科技與企業，2013，（24）.

[2] 唐偉斌，彭靜海，童艷艷.分布式電源規劃與生產互助融合[J].化工管理，2016，（35）.

[3] 馬文峰.分布式電源配電系統的應用研究[J].電子技術與軟件工程，2014，（24）.

[4] 康錫石.分析分布式電源入網對系統配網電壓質量的影響[J].電子測試，2016，（3）.

（責任編輯：小 燕）