中國分布式能源并網對配電網的影響（上）

一、分布式能源并網對配電網的影響

（一）分布式能源對配電網運行的影響

（1）對損耗的影響

在配電網中的負荷附近接入分布式電源系統，整個配電系統的功率流向將發生變化，從而影響系統的網絡損耗。根據節點負荷和分布式電源出力大小的關系，可以分為以下三種情況：

1）系統中每個節點的負荷量都大于或等于該節點的分布式電源輸出量。

2）系統中至少有一個節點的分布式電源輸出量大于該節點的負荷量，但整個系統分布式電源的輸出量小于系統中的總負荷量。

3）系統中至少有一個節點的分布式電源輸出量大于該節點的負荷量，且整個系統分布式電源的輸出量大于系統中的總負荷量。對于情況1），分布式電源將會對配電網有減少損耗的作用。對于情況2），分布式電源有可能會使配電網某些線路損耗增減，但總的來說，對整個配網損耗會減少。對于情況3），若分布式電源的總輸出量小于總負荷量的兩倍，情況與2）相似，否則，損耗將大于無分布式電源情況。由此可見，分布式電源接入對網損影響與電源位置、負荷量相對大小和網絡拓撲結構均有關系。

（2）對電壓的影響

在分布式電源接入電力系統后，節點電壓及線路傳輸功率均發生了變化，在沒有分布式電源接入的電力系統中，電壓分布一般按照饋線上的潮流分布而逐漸降低，電壓降落與升高嚴格按照電網結構和潮流分布的關系進行，而在分布式電源并入原有的電網中之后，原有電力系統中饋線上的傳輸功率會下降，進而導致原有電網結構中每一個節點電壓隨著接入分布式電源的容量和類型出現不同程度的升高或降低，這種不確定性可能會導致節點電壓嚴重超標，因此在設計規劃分布式電源接入電力系統中時需要考慮到電壓偏移量要滿足電力系統原有的節點電壓最大偏移量。

（3）對電能質量的影響

分布式電源容量在電網總裝機容量中的占比越來越大，所帶來的電能質量問題也越來越不容忽視。這些電能質量問題包括電壓偏差、電壓波動和閃變、電力諧波等。

分布式電源并網導致電壓偏差。分布式電源接入配電網會導致其電流、有功和無功功率的大小和方向的改變，電壓的分布情況也會不一樣。這都是因為分布式電源沒接入前配電網是一個單方向輸送的系統，分布式電源加入后，配電網就變成了一個多電源網絡，對于每一個節點來說，電壓和潮流大小和方向將會是多變的。分布式電源沒有接入配電網前，配電網是沿線路的潮流方向，經過各個節點后電壓逐級下降。而分布式電壓接入后，有多個電源經過節點，所以節點受到疊加的潮流有可能與原來的方向相反。所以當線路節點上的潮流減少和分布式電源輸出潮流疊加后，節點潮流比原來的大，此負荷節點處的電壓將會升高，分布式電源就會對各節點的電壓造成偏差。

分布式電源并網導致電壓波動和閃變。配電網中各節點的電壓水平是由潮流分布決定的，但電源和負荷功率變化也會對潮流分布產生影響，從而導致各節點的電壓波動。分布式電源的輸出功率波動也比較大，因為分布式電源一般為風電、光伏發電等自然能，其發電系統輸入的能源波動較大，所以分布式電源接入配電網后將會引起電壓波動與閃變。分布式電源一般接入電壓等級較低的電網，因為它的短路容量相對來說比較小，所以在配電網功率波動后將會產生較大的影響。分布式電源與電網負荷的運行比較不合適時，有可能會使系統的電壓波動變的更厲害。當分布式電源變成孤島運行時，同時儲能能量太小，會比較容易導致電壓波動等電能質量問題。大型風電機組的啟動和退出和發電機組輸出功率突然變化時，會在風電機組接入配電網的位置、風電場內部造成某種程度上的電壓波動與閃變。

分布式電源并網導致電力諧波。分布式電源可以通過電力電子裝置并網。分布式電源中比如光伏發電、燃料電池和儲能系統等輸出的電能為直流，當它們要接入交流電網時，它就需要經過逆變器裝置后再與配電網連接，而逆變器在變換直交流的這個過程中，會引起電流、電壓波形發生畸變，所以會給系統帶來大量諧波。此外，通過電力電子裝置接入配電網的分布式電源的電壓調節和控制方式與常規方式有很大不同，其開關器件頻繁的開通和關斷也會產生開關頻率附近的諧波分量，對電網造成諧波污染。

（4）對系統保護的影響

目前，我國現有的中低壓配電網的拓撲結構一般是輻射型單電源供電網絡，網絡中不含其他電源，中性點接地方式采用中性點不接地或經消弧線圈接地。由于傳統配電網是無源網絡，網絡結構一般呈放射型，所以網絡中潮流的流動通常是單向的，很少會出現電流逆流。而傳統配電網中的繼電保護裝置也是按照配電網的這一特點設置和整定的，一般不具有方向性。而由于分布式光伏電源的大量注入，配電網中的電流流動經常出現逆轉，這樣就很容易使得傳統配電網中不具有方向選擇性的繼電保護裝置發生誤動。如果分布式光伏電源不能與配電網原有繼電保護裝置相配合，當其他并聯支路上發生故障時，便有可能引起帶有光伏電源的支路上的繼電器誤動，擴大停電范圍。此外，分布式光伏電源并網時，通常會縮小原繼電器的保護范圍，從而可能造成部分區域故障時的保護拒動或延遲保護切除故障的時間，使保護動作失去選擇性。

但是，如果因為光伏電源或其他分布式電源的原因而改變原有配電網的繼電保護裝置，將會耗費大量的人力物力，又是不經濟、不現實的。這就需要我們對接入配電網的光伏發電容量予以限制，盡量避免功率逆轉現象的出現，保證保護裝置動作的準確性、可靠性。

（5）對可靠性的影響

由于分布式能源（風能、太陽能）的波動性，分布式能源并網會對系統造成不可避免的隨機性影響，應當從系統可靠性的角度研究風電的隨機性對風電場接入有功功率、無功功率和電壓的影響。

首先，分布式電源接入配電網，可能對配電網可靠運行產生不利的影響：

1）配電網發生故障時電壓會明顯下降，此時如果安裝的DG沒有低電壓穿越能力，為了降低故障面積就會切除DG，之后通過線路故障重合閘再將DG接入電網，不僅不能支撐此刻的電壓而且會使電壓下降的更多。

2）如果DG不能與配電網繼電保護設備很好地配合，可能會引發繼電保護裝置誤動作，從而降低配電網可靠運行水平。

3）當DG的安裝位置、容量和連接方式等不適宜都會降低配電網的可靠運行水平。

4）分布式能源出力的不確定性，例如受太陽輻射強度影響的光伏電站，也會降低系統的可靠性。

當然，分布式能源的接入，也會給可靠性帶來提高的一面，體現如下：

1）風力發電和光伏發電可以消除配電網的部分過負荷和堵塞，減少輸電線路上輸送的功率，增加配電網備用供電容量，加強配電網電壓調節性能，從而保障供電的可靠性。

2）如果風力發電和光伏發電具有適當的布置和電壓調節方式，可以緩解電網電壓驟降，提高系統對電壓的調節性能。

3）常規電源構成的大電網，在大面積停電時后果極為嚴重。分布式能源的接入在一定程度上可以作為常規電源的補充，在常規電源停電時繼續給重要用戶供電。

4）分布式電源并入配電網可以抵消配電網部分負荷，此外，分布式發電裝置可以自主的選擇與配電網的接通或斷開，因此用戶可以在配電網發生故障時采用DG單獨供電，這樣配電網變成若干孤島運行，減小故障停電區域。因此，分布式發電與電網相結合，有利于提高配電網的可靠運行水平。

（6）對故障電流的影響

分布式電源接入電網后，配網由原來的單電源少環狀網絡，變成了多電源多環路的網絡，潮流的大小和方向都會改變，短路電流的大小和方向也會改變。短路電流的改變，會影響配電網的繼電保護，可能導致保護誤動。同時，已有研究表明：分布式電源的容量、控制方式、接入點位置，對短路電流都有影響。

對風電機組的故障電流的研究，主要有以下研究成果：①當雙饋電機發生三相短路時，其短路電流中存在直流和交流分量，并且在幾個周波后達到穩定值；②故障后雙饋機的定子和轉子電流變化規律非常相似；③考慮風速的變化及風電場多臺機組之間的相互影響對風電場短路電流特性的影響，一般情況下，風電機組輸入機械轉矩的變動對機組的短路電流影響不大，只有在長距離重負荷情況下，短路電流的波動較大；④異步機組提供的短路電流峰值大約為6倍額定電流，且不同故障類型，電流的衰減速度不同，三相對稱短路情況下，電流衰減最快。

光伏電源受環境因素（溫度、天氣等）影響較大，輸出功率具有隨機性和周期性。在不同時段配電網發生故障時，若短路電流不超過光伏電源內部的電流限值，其輸出的短路電流大小也是不同的。所以不同時段或不同時刻光伏電源對配電網的影響程度也不同。配電網故障時，光伏逆變器首先出現一個故障沖擊電流，如果該電流超過限流值（一般為額定輸出電流的2倍），則過流保護動作，光伏電源立即從電網斷開，這個過程短暫發生，在配電網的保護動作之前已經結束。如果沖擊電流沒有使過流保護動作，那么故障電流將減小并趨于短路穩態，大小在限值之內，可認為光伏電源向配電網輸出恒定的短路電流。對于小容量、低滲透率的光伏電源，其貢獻的短路電流很小，對現有保護的影響在保護裝置動作的可靠裕度之內，故可忽略不計。但大容量或高滲透率的光伏電源并網后就可能會使原有保護失效。

（二）分布式能源原對配電網規劃的影響

（1）增加不確定性因素

配電網中引入分布式發電技術后，整個電網的規劃、負荷預測和運行方式都有了很大的不確定性。當配電網中引入大量分布式電源來提供電能時，將極大地改變整個電網的負荷增長模式，這加大了電網規劃人員準確預測電力負荷的難度；此外，如果分布式電源接入配電網的容量和位置不合適，那么將增加電網的損耗，引發電壓波動和故障電流的改變。在這種背景下，電網規劃人員是否能夠對分布式電源的影響進行準確評估，直接影響著整個系統的安全和可靠性。

（2）產生配電網雙向潮流

分布式發電技術所采用的電源和機組類型是多種多樣的，因此如何對各種類型的能源進行有效協調和利用，如何對配電網中各種能源結構進行合理確定是急需解決的問題。可以說，分布式發電技術的大規模運用，將極大地改變國家能源規劃和能源政策，并且影響配電網規劃的整個決策過程。

（3）增大問題求解難度

電網規劃人員在進行配電網規劃時，通常考慮5～20年內配電網負荷的變化，一般認為這段時期內配電網負荷是逐年增加的，需要通過不斷增加分布式電源或變電站來滿足日益增長的電力需求。由于規劃問題的動態屬性同其維數密切相聯，通常幾千個節點需要同時考慮，若再出現許多發電機節點，尋找到最優的網絡布置方案（即可以使建造成本、維護成本和電能損耗最小的方案）就更加困難。

（4）增加運營管理難度

如果大量分布式電源與配電網并網運行，那么將極大地改變配電網系統結構。在這種情況下，對大型發電廠和輸電的依賴性將不斷降低，原有的單向電源饋電潮流特性將發生極大改變，諸如無功平衡、電壓調整和繼電保護等問題將影響著整個電網的運行。對于那些試圖將分布式電源接入配電網的發電企業和用戶，他們與想維持現有質量和安全水平的配電網公司將存在利益上的沖突，因此必須確保分布式電源能夠接受調度。

（5）降低供電設施利用率

分布式電源的投入運行，可以延緩或避免配電網投資。但如果分布式電源接入的區域，其供電量非常充足，那么將會使原有供電設備處于閑置狀態，這樣不利于提高設備的使用效率，也極大地增加了供電企業的投資成本，對于供電企業的可持續發展是非常不利的。

二、各種分布式能源原并網對電力系統的影響

（一）天然氣發電并網的影響

目前，燃氣冷熱電分布式能源發電機一般按照“并網不上網”方式與運行。發電機容量小于用戶側容量，這時發電機與電力系統一起為用電設備提供電源，發電機與電網并網運行。發電機發生故障時，由電力系統帶全部負荷；電力系統發生故障時，發電機帶其額定容量下的較重要負荷。發電機的非同期并列，會產生很大的沖擊電流，不但會危機機組自身安全，還會使電網產生波動、破壞穩定性。因此要求同期裝置和控制、保護裝置齊全可靠。

（1）發電機并網條件

1）發電機發出電源的相序與電網匯流排相序相同。否則，不但發電機不能進入同步，而且會產生很大的拍振電流，使發電機繞組承受過大的電動力，使線圈變形絕緣短路。

2）發電機的電壓有效值與電網的電壓有效值相等或接近相等（電壓差＜10%），并且波形相同。

3）發電機的頻率應與電力系統電糠的頻率基本相等（頻率差不能超過 0.5～1Hz）。

4）發電機的電壓相位與電力系統電源的電壓相位相等（相位差＜10°）。

（2）發電機并網過程

發電機與電網并列運行時，由于電網的容量遠遠大于發電機的容量，因此發電機工作狀態的變化不會影響電網電壓和頻率。在發電機與電網并列時，可認為電網電壓和頻率是不變的。燃氣發電機通過自動并網裝置檢測電網的電壓、頻率和相位，并以此為基準，通過增減勵磁電流來調整燃氣發電機的輸出電壓，改變燃氣發電機的轉速來調整頻率，調節瞬時速率來滿足相位差。在基本滿足并列條件的瞬間，閉合發電機的主斷路器使發電機投入系統，這就是發電機并列過程。

（3）發電機并網控制系統

為了直觀判斷是否滿足并列條件，發電機的同期屏上安裝有電壓差表、兩組同期指示燈和同期表用以檢查和監視，同時配備有自動準同期裝置。通過電壓差表可以測得待并網發電機的端電壓與電網匯流母線排間的電壓差；通過同期指示燈的暗、亮可以檢查發電機與電網匯流排側的頻率和相序；當待并發電機的頻率高于電網的運行頻率時，同期表指針就順時針快速旋轉，反之則逆時針方向旋轉。頻率差得越大，同期表的指針轉得越快，頻率差減小時指針旋轉減慢，當兩側頻率差減小到一定程度后，頻率非常接近，指針位置與同期點的夾角即是兩側電壓的相位差。當上述儀表指示滿足并列條件時，即可進行手動準同期并列操作。目前，各類小型燃氣發電機均自帶完善的自動并網控制系統以及負荷自動分配系統。

（4）發電機并網解列保護系統

為了使發電機組并網后可靠穩定運行，機組設置了安全完善的保護裝置，一旦機組出現下列故障，會自動掉閘，與電網解列，自動停機。

1）過負荷故障。如果在發電機組運行時，其輸出功率大于額定功率的10%，發電機組超負荷就容易使機組損壞。現場安裝了負載傳感器，當嚴重超負荷時自動停機。

2）超速故障。如果發電機組超過額定轉速運行時，會導致發電頻率與電網頻率不同，故設計了轉速繼電器，當發電機運行轉速大于額定轉速的2%時，視其為故障，自動停機。

3）油壓故障。發電機組的潤滑系統是否正常是通過其油壓反映出來的，油壓不正常可視為機組處于非正常運行狀態，嚴重時可通過繼電器自動停機。

4）水溫、水位故障。發電機內部的循環水用于機組冷卻，當機組內無水、少水或水溫過高，說明冷卻系統不正常，可使機組損壞。現場安裝了水溫、水位傳感器，在其非正常狀態時自動停機。

5）蓄電池故障。蓄電池用于給發電機組定子的自身勵磁，勵磁系統的好壞直接影響發電機組的運行質量，故設計了蓄電池電壓繼電器，當其故障時自動停機。

6）功率方向故障。發電機組正常運行時向電網輸出電能，非正常時電網向發電機提供電源，此時發電機就變成了電動機而消耗電能，故設計了功率方向繼電裝置，使發電機只能給電網提供電源，一旦反向就與電網解列，自動停機。

7）緊急停車裝置。當發電機組遇到緊急情況時，可按急停按鈕使發電機組瞬間與電網解列，停止機組運行。

（5）發電機勵磁系統及二次電路

（a）勵磁系統

勵磁系統是交流同步發電機核心組成部分，勵磁系統的好壞直接影響間步發電機的性質和運行質量。同步發電機是自激勵、恒壓式無刷發電機，配有復勵勵磁系統，發電機的勵磁功率由其內部獲得。這種復勵勵磁系統動態性能好，突加、突卸額定負載時電壓瞬變小、暫態過程小，超載能力可達到發電機額定電流的2.5倍，能夠承受3倍于額定值的短路電流，在自動電壓調節器作用下，可獲得很高的穩態電壓調整率等突出優點。

（b）二次電路

發電機的二次電路是由不同功能的基本電路組成的，主要包括：發電機調壓電路，發電機調速電路，自動準同期并列控制電路，自動并列、手動并列和解列控制電路，測量電路，發電機輔助設備控制電路，發電機輸出功率限制電路，逆功率控制電路，直流24V供電、充電電路，發動機啟動和停車電路，繼電保護電路等。

（二）風力發電并網的影響

（1）電壓偏差問題

在風力發電并網的過程中，雖然通過并聯電容器補償來調節電壓，但是由于電容器投切過程中，存在調節不平滑的問題，也就是說，電力系統的負荷和發電機組的出力都是在不斷發生變化的，電網的結構也隨著運行的方式變化而變化，這就引起了電力系統運行功率不平衡，同時，這種調節是階梯性變化的，無法實現最佳的補償。這也就導致了無功功率的波動，從而最終引起電壓的偏差問題，影響電網的穩定運行。

（2）電壓波動問題

風電機在運行的過程中，風速的隨機變化引起了風電機的輸出功率的波動，其有功無功電流隨之變化，風電機產生的電壓波動也會增大，對電網的影響也相應擴大，另外，風電機組的特性也造成風電機組的輸出功率波動，比如當在恒定的風速條件下，變速機組以及恒速機組對于風況的反應情況是不同的，風電機組的啟機和停機以及切換的過程中對于其機組的總輸出都是有一定影響的。同時，還有一些其他因素，比如搭影效應、風剪切、偏航誤差和風剪切等，也會對電壓的波動產生一些影響，而且在機組切換等操作過程中，也會出現電壓波動。

（3）三相電壓不平衡問題

在不平衡的風電電網電壓的影響下，其發電機的內部定子和轉子的電流、電壓的波形都已經發生了明顯的變化，其機端的電壓以及電流也發生了一定的變化，并且隨著電網的電壓不平衡程度的不斷增加，其輸出特性的波形波動的程度也在不斷增加，另外，對著其不平衡度的增加，風機的輸出無功功率以及有功功率、定子側部分的有功功率以及無功功率的脈動幅度值也在不斷升高，因此這些原因對電網的電能質量造成了很大的影響。

（4）風電對電力系統諧波電壓的影響

電網電壓信號都是正弦波，并且電流信號也是同頻率線性的。但是當與非線性元件一起使用時，元件就會出現非線性的電壓和電流屬于電壓電流畸變，這些發生畸變的電壓和電流通過并網被送到電力系統時就會對電網產生很大影響，導致諧波含量增多，電網質量下降，所以必須采取必要措施以免對電力系統中其他電子元件造成危害，影響電力系統的安全運行。

（三）光伏發電并網的影響

（1）孤島效應

現實工程案例表明，光伏發電并網工程時常會產生孤島效應，而這將對電網造成直接的影響。由于電網線路采用的是直接與光伏發電系統相連的方式，一旦線路出現故障，系統難以判斷是否發生停電現象，因而無法停止供電，這種持續供電的現象將會作用于公共電網，進而形成供電孤島。①威脅電網運維人員的人身安全。當出現故障時，并網逆變器并未受到影響，此時依舊向周邊供電。若維護人員依然在進行線路檢修，極容易觸電甚至對生命造成威脅；②損壞用電設備。當電網不再供電后，孤島區域的穩定性將受到影響，電壓與電流將出現異常波動現象，若電網尚未配備儲能元件，將會直接對用戶造成影響，致使其負荷出現電壓閃變現象，對用戶電氣設備帶來威脅；③損壞電網設備。當恢復正常供電后，分布式光伏輸出特性并不穩定，與電網電壓之間難以同步，并在瞬間形成強電流，從而給電網設備造成威脅；④對用戶電壓產生影響。當分布式光伏并網系統處于正常運行狀態時，它將與并網之間表現出穩定的連接特征，一旦二者出現斷開現象，對于配電網而言將會出現三項負載不對稱現象，以往的單向供電模式受到破壞，此時用戶的用電質量受到嚴重影響。

（2）對電能質量的影響

在完成光伏并網作業后，原本電力系統的穩定性將被打破，此時會導致電壓與電流出現明顯的波形畸變現象，并大幅影響配電網電能質量，具體表現行為有如下3方面：①諧波畸變。電子換流器對于光伏發電系統而言至關重要，但如果該裝置與電網相連，將會產生明顯的諧波電流。此外，諸如光伏發電系統中的電抗器等設備都會顯著加劇諧振現象，此時諧波畸變程度加深。②電壓波動和閃變。光伏發電系統運行效率與自然環境有著密切關系，隨著周邊太陽輻射強度的變化，輸出的功率值也無法處于恒定狀態。當完成并網作業后，原本系統的電壓穩定性將受到影響，如果太陽輻射強度變化幅度明顯，此時還會出現閃變現象。③潮流方向發生變化。光伏發電系統接入位置以及容量配置均存在差異，若光伏并網容量明顯偏大，此時饋線節點的輸入功率也將隨之增大，從而導致電壓急劇上升，潮流倒向現象明顯，最終降低配電網的輸電質量。

（3）對繼電保護的影響

對于國內電網而言，大多為單電源放射型布設方案，在并網接入的過程中，將會對配電網的拓撲結構造成破壞，并引發繼電保護現象。總結各類實例可知，對繼電保護的影響通常表現為如下3方面：①對高壓熔斷器保護的影響。當完成并網作業后，將會迫使配電網轉變為多源供電系統，從高壓熔斷器的作用機制考慮，其只對某一電源系統有效，因此一旦出現故障，高壓熔斷器只具備切斷支路的能力，但整條線路依然無法得到全面的保障，部分區域會受到影響。②對距離保護的影響。基于光伏發電并網技術，電力系統隨之衍生出一個上游分支，從而對距離保護機制造成影響。③對過流保護的影響。在完成并網接入作業后，受光伏電源的影響，一旦某一部分出現故障，此時繼電器保護裝置無法精準地對故障電流做出判斷，饋線保護動作的應急水平受到抑制。對于鄰近線路而言，將會引發拒動以及誤動現象。

（四）燃料電池發電并網的影響

目前的燃料電池并網系統的劃分大致根據以下幾個方面：①與電網的互聯關系；②與電網的功率交換方式；③分布式電源設置的地點。燃料電池并網過程要解決的是如何運行電力電子裝置，并將其能夠很好地整合到區域電網中。根據IEEEP1547的標準，

以下幾個方面是在設計并網系統時需要注意的幾個重要問題。

（1）電壓管理

當配電支路負荷變化時，電力系統必須要有將電壓保持在一定水平的能力。對于配電網的正常運行來說，電壓管理和電壓的穩定性是重要的因數。燃料電池并入電網運行一定不能影響電網中原有的電壓水平。最為理想的情況就是燃料電池只發出有功功率，這樣的情況就不會參與到公共連接點處的電壓調節。

（2）同步運行

實現同步運行，則要求燃料電池的輸出與區域電網有相同的電壓幅值，相位角度，頻率，旋轉相角。同步并網就是對以上四個進行檢測并控制在可接受的范圍內，IEEEP1547標準要求在任何公共節點上，只有當全部同步條件滿足時才允許燃料電池并入電網中，此時在并網過程中，電壓的波動將會保持在±5%額定電壓值之內。

（3）諧波

理想的電力系統，應該能夠提供標準的工頻正弦波形電壓給用戶。但實際上，由于非線性負荷等諧波源存在，電網中存在諧波，諧波會增加諧波有功和無功功率，降低電壓，浪費電網容量，使電量計量不準，還會造成電容器等電力元件產生過流、升溫、擊穿等事故，同時諧波還會對繼電設備產生影響造成誤動。當燃料電池向區域電網供電時，使用逆變器與電網相連，由于逆變器中電力電子開關器件頻繁開通和關斷，這會給系統帶圍繞開關頻率附近的諧波分量。

（五）其他分布式能源并網的影響

（1）生物質能發電并網影響

由于生物質發電一般容量有限，所以幾乎全部接入電力系統的配電網絡中。當生物質發電機組與配電網并網運行時，會對配電網的運行產生一定的影響。由于配電網是直接對用戶供電，因此對其可靠性和電能質量要求都較高，在小電源對配電網的不利影響消除之前，供電公司一般不允許其并網運行。目前我國尚無相應的新能源并網運行規程，缺乏相應的計算和分析的手段與工具，對生物質發電機組的接入造成困難或延長并網接入時間。

電能質量問題：由于所建設的生物質發電是由用戶自己來控制，因此根據其自身的需要開機或停機，這可能會加大配電網的電壓波動，影響其他用戶的電能質量。發電機組的起動還會改變線路的潮流分布，使原來單一的放射性配電網變為有多個電源接入的復雜電網，從而加大了電力部門調壓的難度，調節不及時或調節失誤會使電壓超標。目前通常采用由公共電網調壓，而生物質發電機組勵磁調節不動作來規避這一問題，也可以讓生物質發電機組多發有功，少發無功，系統缺額的無功由其他無功補償設備來補償，這樣就保證了其對公網電壓的影響在一個很小的范圍內。

繼電保護問題：當生物質發電機組有功率注入電網時，減小了繼電器的保護區，從而影響繼電保護裝置正常工作。由于配電網中大量的繼電保護裝置已經安裝和整定完畢，在生物質發電機組與系統并網時，繼電保護裝置的參數整定與原來單一供電系統的不同，因為分布式電源目前大多為后啟動設備，這就需要對配電網的繼電保護裝置進行改造。

相關研究指出如果配電網的繼電保護裝置具有重合閘功能，在電網故障時，生物質發電機組的切除時間必須早于重合閘時間，否則會引起電弧的重燃使重合閘不成功。如原配電網繼電器不具備方向敏感性能，原系統為放射型的末端無電源，不會產生轉移電流，而無須具備方向敏感性能，則當其他并聯分支故障時，會引起有生物質發電機組并入的分支上的繼電器誤動，造成無故障分支失去主電源，可在系統發生故障時先把生物質發電機組從系統切除，使系統回復到原來的結構，然后按照系統原有的保護策略來進行。

短路電流問題：當配電系統發生故障時，生物質發電的電流在短路瞬間會注入到配電網中，從而增加了配電網的短路電流，存在使配電網的短路電流增大而使配電網開關的短路電流超標的問題。

（2）小水電并網影響

小水電作為一種可再生的分布式能源，其并網給社會帶來了巨大的經濟和環保效益，同時也給主網安全穩定運行帶來諸多問題。小水電作為分布式電源的一種，大多情況下是接在配電網一側，它的接入將對電力系統產生明顯的影響，其主要表現在對電力系統供電可靠性、配電網損耗、電網電壓及系統保護的影響。

（a）對供電可靠性的影響

對于僅作為系統備用電源的分布式小水電來說，小水電可以在系統電源或者線路發生事故時用來提高供電的可靠性。但是，小水電本身是一個動態電力元件，當大量的小水電與電網并聯運行時，對于整個電力系統來說，來自電網內部的擾動和小水電的擾動會相互作用，其結果將在電網中表現出來，比如電壓穩定性、功角穩定性、線路損耗等問題，從而會降低系統供電的可靠性。

（b）對網絡損耗的影響

當分布式電源接入電力系統之后，可能會造成電力系統電網的損耗增大，這主要取決于分布式電源接入的比例與位置，配電網絡的結構和系統負荷量的大小等因素。如果分布式電源接入在配電網負荷附近時，配電系統的功率流向會發生明顯的變化。小水電發電機作為一種無功電源，雖然在一定程度上可以緩解電網無功不足，但實際上，水電站輸出電能受氣候等因素影響較大，因此其供電的穩定性隨季節變化明顯，電力供應不能持續穩定。在豐水期時卻往往存在著無功欠發的問題，甚至還有從大電網吸收感性無功的現象，這樣就會導致電力系統線損的增大。同時，小水電由于規劃布局中存在著一些不合理因素，例如，中低壓供電線路長，覆蓋面廣，設備陳舊老化，并網電量計量方式不當，裝置配置不合理，管理和監督不利，易造成運行中損耗較大、經濟效益低。

與此同時，目前情況下供電企業對小水電的功率因數考核方式通常是每月考核一次，這種考核方式在一定程度上存在弊端。如在豐水期小負荷狀況下，水電站為了滿足現有功率因數的考核方式的要求而采用多發無功的方式，由于豐水期小負荷狀況下電網的無功需求量變小，而此時無功卻大量涌上電網，最終導致電網的電壓偏高和線損增大，這就嚴重影響了電網的經濟運行。

（c）對電網電壓的影響

當配電網處于平穩運行時，小水電接入電力系統后，將會抬高負荷節點的電壓負荷節點。電壓升高的多少則與小水電接入的位置和容量比例有關。假如負荷全部處于配電網的末端及附近，則發生擾動時電壓的波動很大。

山區配電網相對于大電網來說，調節能力普遍偏薄弱，尤其是在豐水期，小水電發出的電能大多無法就地平衡，并入10kV線路后引起的電壓高問題已經嚴重影響了居民的生產和生活用電。

1）小水電接入在10kV公用線之后，易引起10kV線路區域性負荷倒送。在豐水期時，潮流方向將會發生首末倒置的現象，其末端線路的線徑便會成為負荷輸送瓶頸，從而導致電壓升高。

2）小水電建設和運行中存在的管理問題。小水電在建設時，有意降低報裝容量從而獲準能夠接入10kV公用線，但在實際安裝時則提高裝機容量，由于供電線路的接入設計余量不足，從而造成電壓升高。

3）小水電的總裝機容量較大時，會通過10kV專線接入就近的10kV變電所。當小水電的負荷無法在本變電所供電區域就地平衡時，負荷就會向上級電源倒送，從而抬高了變電所10V側母線電壓，造成整片區域電壓升高。

（d）對系統保護的影響

通常情況下，配電網的繼電保護系統是將電流繼電器安裝在變電站高壓側，自動重合閘裝置安裝在配電網的主饋線上。配電網的繼電保護系統在設計的時候并沒有考慮配電網和用戶側有電源接入，認為配電網的潮流方向是單向的，即線路上的潮流是由電源流向用戶。然而隨著小水電技術的不斷發展，越來越多的小水電站接入配電網，致使原有的放射狀無源網絡變為一個分布有中小型電源的有源網絡，潮流也不再單向地從變電站母線流向各負荷，從而改變了配電網系統的短路電流分布。配電網系統的拓撲結構發生的變化，改變了配電網中繼電保護裝置的整定值與機理，同時也可能造成繼電保護裝置與自動安全裝置不能夠及時準確的動作。

由于電力系統中已經安裝了大量的繼電保護裝置，考慮到實際經濟因素不可能為了新增小電源而做大量改動，因此小水電必須與這些繼電保護裝置互相配合。當配電網的繼電保護裝置具有重合閘功能時，為了確保熄弧和重合閘成功，小水電的切除時間必須早于重合時間。當小水電的功率注入電網時，會使一些繼電器保護區域縮小，從而影響到配電網中繼電保護裝置正常工作。（未完待續）