含分布式電源的配電網規劃與分析

趙琦

摘? ?要：伴隨著分布式發電技術的逐漸提高，其發電成本逐漸得到降低，由此，在電力系統當中分布式發電所占據的比例會隨之增加，特別是在分布式電源連入到配電網之后，分布式電源對于配電網的節點電壓以及短路電流等都將帶來積極的影響，影響效果的大小和分布式電源的容量以及分布式電源的接入點有著緊密的關聯，這將給予配電網規劃巨大的全新挑戰。針對此情況，本文將對含分布式電源的配電網規劃進行詳細的探究和分析。

關鍵詞：分布式電源? 分布式發電技術? 配電網? 規劃? 分析

中圖分類號：TM732? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）06（c）-0036-02

1? 分布式電源的特點

何為分布式電源裝置？其指的就是功率達到數千瓦的，和環境融合的獨立性電源。分布式電源裝置可以由不同的業主所有，用來全面滿足我國電力體系與電力使用者的特殊要求[1]。分布式電源主要用于區域負荷調峰、電網邊緣用戶供電以及商業區域與居住區域進行供電，節約輸變電上的投入量，提升供電的有效性等。分布式電源體系不是單純的采用過去的發電方法和技術，是創建在現代化自動控制體系、現代化材料技術、現代化制造加工等等先進技術的前提下，擁有排放污染率低、便捷靈活、有效性高等特征的創新型電力能源生產體系[2]。

2? 含分布式電源的配電網具體特征

進行含分布式電源的配電網規劃探究，第一步需要做的就是了解和掌握含分布式電源的配電網具體特征[3]。目前，伴隨著我國社會的進步和發展，對電力供應的可靠性和有效性要求逐漸升高，電力供應企業想要更充足的滿足大眾以及社會各大企業的發展需要，要加快創建與改造當前配電網的網架情況。此時，分布式電源的小容量，以及較低的電源出口電壓等特征，決定了它較為合適的連入方法是在公用化的配電網連入體系。在這樣大環境中將來含分布式電源的配電網將會出現的主要特征大致為三方面：第一，含分布式電源的配電網絡規模逐漸拓展，配電網的網架構造更為穩固和復雜。第二，因為存在許多重要的用戶，使得將會采用例如雙輻射以及鏈式等這樣可靠性更高的連線方法。第三，伴隨著我國城鄉配電網的網架逐漸革新與健全，大量減短了單條配電線路的使用，使得電力供電的半徑更為科學化。

3? 分布式電源對于配電網的規劃帶來的影響

配電網是電力系統的終端，其質量參數受終端負荷的影響顯著，不僅關系到千家萬戶的直接用電效果，也嚴重關系到整個電網的供電效率。隨著分布式電源的接入，配電網將成為開源式系統，其運行方式和運行指標都將出現極大的改變。國外在分布式電源的研發和并網應用方面較為成熟，率先制定了分布式電源的并網運行標準。IEEE早在2003年就頒布了IEEE P1547系列標準，對分布式電源及其并網要求做出了明確規定。隨著國內分布式電源的發展，國標GB/T19939-2005《光伏系統并網技術要求》、GB/T20046-2006《光伏系統電網接口特性》、國家電網公司Q/GDW 480《分布式電源并入電網技術規定》等企業標準，也規范了國內分布式電源的研發、生產和應用。

從本質上來看，分布式電源帶來的影響是因其轉變了電網組成的結構以及運行的大環境，使得規劃的隨機性以及不確定性都明顯增多，因此在思考配電網規劃的傳統要素時，還要結合分布式電源對于配電網規劃過程中帶來的各種影響，主要包括以下幾點：

第一，負荷預測。分布式電源的廣泛應用，使得傳統電網規劃中的電力負荷預測、電力平衡計算以及電網網絡結構的不確定性有所增加。大量分布式電源在現階段主要為光伏、風能、燃氣等形式，其所發電能主要為自發自用。受自然條件及冬季燃氣供應影響，在當日、當月乃至當年內對電網負荷曲線的影響難以估算，特別是對規劃中的電力負荷預測造成極大影響，使得電力負荷增加的狀況更難判斷和預測。第二，電力平衡。區別于過去的傳統電源形式，大部分的分布式電源不能進行相對穩固的電力輸出，不能將其單純的作為傳統電源，其對大負荷時期，特別是對于電網負荷的峰谷平衡作用有限，甚至可能在電網負荷峰值時需要電網反供電，對安全運行帶來不確定因素。第三，分布式電源的應用壓縮了傳統電網的供電負荷和電量，提高了電網側對分布式電源的投資，繼而使得電力企業的經濟利潤降低。第四，分布式電源的大規模并網會對電力體系構造帶來重大影響，電力體系從之前的單向輻射構成變成多電源構成，對于大規模發電廠的依賴度漸漸的降低，傳統電力電網的發展趨勢也出現改變，例如電網電壓調整、電網無功平衡、潮流分布等等綜合性問題會對電力體系的運行帶來影響 [4]。

4? 含分布式電源的配電網規劃的優化

現階段，應對分布式電源接入對配電網的影響主要是對配電網進行結構優化，利用增加配電網聯絡開關、分段開關，增加防孤島設備、增加單向電流控制裝置等技術手段，提升配電網智能水平，實現中低壓配電網智能診斷、自我治愈是確保配電網安全穩定的主要方式。在配電網規劃中，應該著重考慮以下方面：

一是分布式電源接入電壓等級的選擇。應根據裝機容量、技術經濟分析結果和地區電網實際情況選擇適當的電壓等級，最終并網電壓等級應根據電網條件，通過經濟技術比選論證確定，優先考慮低電壓等級接入。

二是對配電網潮流的影響。當配電網中含有分布式電源時，線路潮流方向和大小將受到分布式電源容量、接入位置等因素的影響。例如風力發電機所用的發電機多是異步發電機，它的運行需要無功的支撐，這樣更加重了電網的無功負擔，需要就近安裝動態無功補償裝置。

三是對配電網電壓和電能質量的影響。一方面，分布式電源接入會改變傳統配電網穩態電壓分布規律。例如風電場并網運行會引起系統無功變化，進而影響整個系統電壓。另一方面，分布式電源裝置以逆變方式接入配電網，還會造成電壓的波動、閃變等電能質量問題。可以考慮在分布式電源附近增設濾波器等濾波裝置降低系統諧波含量，提高系統電能質量。

四是對配電網繼電保護的影響。分布式電源接入后，短路電流的方向及水平將受分布式電源的類型、接入位置及容量的影響而發生變化，可能導致原保護系統發生不正確動作。需要在分布式電源接入配電網后，重新考慮各方面的因素，包括繼電保護在內的智能化優化。

五是對配電網調度和運行控制的影響。分布式電源大規模發展首先就是要面臨系統調峰調頻、電網適應性、電壓控制、安全穩定性等問題。需要增強配電網信息化建設，提高調度系統的調度和管理能力。

5? 結語

總的來說，進行含分布式電源的配電網規劃分析，首要掌握含分布式電源的配電網具體特征，再者探討分布式電源的連入對配電網的規劃造成的影響，其次是含分布式電源的配電網規劃運行的優化，提高含分布式電源的配點網可靠性與有效性，從而提高各大供電企業的服務水準，以及提高電力企業的可持續性發展和進步。

參考文獻

[1] 胡恒宇1.含分布式電源的配電網規劃分析[J].名城繪，2018（5）：244.

[2] 劉永強，鄭寧寧，邵云峰，等.基于混合粒子群優化的含分布式電源配電網分層規劃方法研究[J].智慧電力，2019，47（12）：85-92，109.

[3] 屈高強，王誠良，靳盤龍，等.新型負荷及分布式電源接入配網承載能力綜合評估[J].電測與儀表，2019，56（19）：37-45，113.

[4] 孔順飛，胡志堅，謝仕煒， 等.計及風光儲與充電站的主動配電網雙層協同規劃[J].電測與儀表，2019，56（17）：60-68.