分布式能源接入電力系統的影響

楊雷

摘要：分布式能源規?；尤腚娋W對電網產生了新的挑戰，主動配電網（active distribution network，ADN）技術被認為是分布式能源規?；玫挠行Ъ夹g途徑。統一電能質量控制器（unified power quality controller，UPQC）作為定制電力技術中功能最強大的電能質量綜合補償裝置，能夠綜合治理主動配電網中電能質量問題，提高分布式能源接入配電網的滲透率及優化經濟運行水平。

關鍵詞：分布式能源;電力系統;影響

1 分布式能源的優勢

分布式能源作為一種建在用戶端的能源供應系統，主要以資源供應和環境效益最大化為基本出發點，它之所以能被電力行業廣泛應用，很大程度上源于它自身的多方面優勢。第一、環保性強。因為分布式能源是借助各種可再生能源的力量來發電的，一般分布式能源離負荷端近，可就近消納減少輸配環節，減少高壓輸電線路鋪設，節省投資降低電磁污染。第二、可靠性強。分布式能源項目一般是由散布在居民區周圍的形成的微型發電配電自治系統。具有較強的系統獨立性，用戶能夠自行管控轄區內的分布式能源發電項目，人為減少停電幾率，尤其是遇到一些電網事故或意外災害時，還能實現自給供電[1]。第三、經濟性強。分布式能源無需耗大量資金我，同時其位置經常散布在城市周邊，距離負荷端較近，有效避免了長距離運輸而產生的經濟費用。第四、可操作性強。分布式能源系統具備較佳的調峰性，一旦發生異常狀況，就可以視情況靈活迅速地與電力系統切斷，使其獨立運行。

2 分布式能源接入電力系統概述

分布式能源的基本構成是：分布式發電（distributed generation，DG）、分布式儲能（distributed energy storage，DES）、可控負荷（controllable load，CL）等。分布式能源在一定程度上可承擔支持系統的責任，這將取決于適當的監管環境和接入協議。由于高滲透率分布式能源接入電網后，導致電網潮流雙向流動和潮流的不確定性，分布式能源無序地接入將會導致配電網電壓越限、短路電流增大、供電可靠性降低以及電能質量惡化等問題。為實現分布式能源與配電網的友好集成，提高分布式能源接入配電網的滲透率及其優化經濟運行的水平，更好地滿足電力用戶對電能質量和供電可靠性的更高要求，采用主動配電網技術被認為是規?；梅植际侥茉吹挠行Ъ夹g途徑[2]。主動配電網（ADN）是通過使用靈活的網絡拓撲結構來管理潮流，以便對局部的分布式能源（DER）進行主動控制和主動管理的配電系統。主動配電網技術可以靈活地改變拓撲結構，“主動”對分布式能源的性能進行分析和預測，消除分布式能源對配電網產生的影響，實現分布式能源的高效率利用;同時能夠提高配電網對綠色能源的兼容性，有效集成高滲透率分布式能源;還能夠充分發揮分布式電源和主動負荷的作用，最大限度地減少對主網的容量需求，為電網提供調頻和電壓無功控制的幫助;并巨具有良好的自愈能力，使供電質量顯著提高;還可以延緩對配電網升級的投資，提高配電網的智能化水平。

3 分布式能源對電力系統的影響

根據分布式能源的位置、負荷量、容量、類型等因素，分布式能源可能有效降低網損。可有有效提升未來智能配電網規劃、設計。隨著國網對智能電網發展的規劃，適用于中國國情的智能電網系統將會建成。大量中低壓配電網接入的分布式能源將徹底改變傳統配電系統單向潮流的特點，數以萬記的分布式光伏需要系統配備新的保護方案、電壓控制策略和檢測儀表以滿足雙向潮流等產生的問題;隨著智能電網概念的深入，需求側管理（Demand response）將對傳統配電網提出技術方面的新要求，傳統的發輸配用環節將在這一概念下逐漸在配用側逐漸深入延伸;在智能配電網中，數字化技術，如實時監控、資產管理和決策分析等方面將逐漸取代傳統的以模擬技術為基礎的配電網絡，這就對配電網的供電可靠性、電能質量、自動化的設計和規劃提出了更高級的要求;分布式光伏的大量接入加大了負荷預測難度，改變了既有的負荷增長模式，也使配電網的管理變得更為復雜。

3.1 對系統穩定的影響

分布式能源接入電力系統后，對電力系統運行穩定性的影響有利也有弊。其積極影響主要表現在正常狀態下，分配式能源接入配電網，可以有效效提高配電網的電壓調節功能，降低其電能損耗，還可以在電力系統供電中斷后，作為后備電源有效減少停電時間，科學控制停電區域[3]。此外，它還能夠有效緩解電力系統運行中的配電網容量不足，顯著增加配電網的輸電裕度，這都將進一步提高電力系統的供電穩定性。而就其對電力系統運行穩定性負面影響如下：第一，當分布式能源與配電網系統的相關保護設備配合不當會造成保護誤動作。第二，當分布式能源的容量、安裝位置以及具體的連接方法不合適時，也將降低電力系統運行的穩定性。第三，分布式能源接入電力系統后，其滲透率也將影響電力系統的安全穩定運行。

3.2 分布式電源接入后對電壓的影響

電壓閃變。分布式發電引起電壓閃變的因素包括：某個大型分布式單元的啟動、分布式單元輸出的短時劇變以及分布式單元與系統中電壓反饋控制設備相互作用而帶來的不利影響。引入大量諧波。由于大量電力電子器件應用于分布式發電，所以不可避免地給系統帶來大量諧波，諧波的幅度和階次受到發電方式以及轉換器的工作模式的影響。分析了分布式電源對電能質量的影響，針對大型配電網討論引入DG后一些重要母線的諧波電壓水平，提出可以在諧波電壓水平較高的母線上安裝特殊濾波器來抑制諧波。

3.3 諧波影響

大多分布式能源都配有電力電子轉換器件，這些電力電子器件在能量轉換過程中會產生電力諧波。電力諧波可與配電設備產生諧振產生過壓或過流，損壞電氣設備或降低使用壽命，同時電力諧波降低供電品質，影響公共電網的正常順利運行。

3.4 對系統保護的影響

由于分布式電源的接入可能導致雙向潮流，并且一些分布式電源（如風電）出力的隨機性和波動性將導致其頻繁的投切，這些都對傳統的繼電保護產生極大的威脅。1）DG運行時可能會引起繼電保護的失效。DG產生的故障電流可能會減小流過饋線繼電器的電流，從而使繼電保護失效。2）DG接入配電網后可能會使繼電保護誤動作。相鄰饋線的故障有可能會使原本沒有故障的饋線跳閘[4]。3）改變了配電網的故障水平。故障水平提高還是降低取決于運行的分布式電源數量和種類，故障水平的提高要求開關設備的升級，故障水平的降低可能會給過電流保護帶來問題。

總結

分布式能源作為一種距離用戶端較近的能源供應系統，它具有環保、節能、經濟、可靈活操作、可靠性強等諸多優勢，所以已經被廣泛接入電力系統中，并對電力系統的繼電保護、電壓、供電可靠性等多方面產生了重要的影響。

參考文獻

[1]石偉.分布式能源接入對電力系統的影響[J].信息化建設，2016（04）：355.

[2]徐妍.智能電網環境下電力系統保護新技術的研究與探討[D].東南大學，2015.

[3]譚朝華.分布式能源接入電力系統的影響[J].中國高新技術企業，2014（17）：65-66.

[4]吳旭鵬.城鎮居民分布式能源接入電網的應用技術研究[D].上海交通大學，2014.