分布式发电接入配网系统的规划方法及配套技术探讨

杨星明

（国网湖南省电力公司常德供电分公司，湖南 常德415000）

1 概 述

分布式发电技术主要针对一些较为分散的用户，是符合相关配电网设施提供供电的方式，具有一定的分散性。分布式发电可以有效地减少电能的损耗，并且减少配电网络的投资成本，是新时期我国电力事业发展中所必须重视的一个方向。分布式发电作为混合型发电网络的代表技术，具有供电便捷、安装灵活、环保性高的特点，并且也是日后电网发展的重要基础。因此，提高对分布式发电技术的研究和了解，合理规划分布式发电网络，将分布式发电网络与配电网进行良好的融合具有实际意义。

2 分布式发电与配电网具有较强的关联性

第一，分布式发电技术与配电网具有较强的正相关性。分布式发电技术与配电网具有较强的关联，并且对于配电网的稳定发展有着重要的意义。例如，光伏发电主要是依靠太阳能作为发电的能源，其本身和配电网的复合曲线具有正向一致的关系，与配电网的日负荷、年负荷等负荷曲线一致。通过对光伏发电进行有效的利用，可以提高配电网自身的配电稳定性，针对一些用电高峰期，提高电网的配电可靠性。分布式发电技术的应用，降低了配电网的负载群匹配需求。例如，上述光伏发电一经采用，配电网则可以根据光伏发电的具体负荷水平，制定相应的装机空余容量，并且无需进一步配备相关的负荷容量（如图1）。与此同时，通过对于配电网结构的调整，可以让配电网更加主动的适应具体电网设计规划，实现对于配电网发电资源的充分利用。

图1 光伏发电的应用

第二，分布式发电技术与配电网具有较强的负相关性。（1）在规划阶段，由于分布式发电需要同电网进行负荷的分配，并且要对供电可靠性进行责任分配。分布发电其可靠性与其供电承担方不同，配电网投资增加，经济性难以得到保证。与此同时分布式发电的电源主要是当地的政府和资源业主进行引导和选择，电网公司并没有参与到规划当中，如果其规划不合理，就会造成供电公司搭配的计划受到影响。（2）分布式发电其自身具有较强的随机性与波动性，对于高渗透的配电网来说，分布式发电具有一定的发电风险。分布式发电必须要对电能质量进行控制，并且严格按照国家相关电网标准进行并网。（3）分布式发电的故障运行。如果分布式发电系统出现故障，则需要第一时间切断其线路。如果系统出现故障不能第一时间切断，就会造成配网的发电设备误动作与受损，配网供电受到影响，用户停电时间延长。

3 分布式发电接入配网系统的规划方法

分布式发电接入配网需从以下方面规划：

（1）保证电网的电压稳定。分布式电压的介入，与要保证其对配电网的负荷节点的电压极限保持一致，并且保证不影响配电网的电压超出限制。要对分布式电压输出功率特性进行深入的研究，并且与配电网的调压进行统一配合。在接入配电网之后，采用试运行，保证电网电压的稳定。另外，还要针对具体情况，采用适当的调压与无功补偿。

（2）提高电网可靠性。分布式电压的接入，对于配电网的可靠性与安全性造成了一定的影响，其让配电网中电压的流向发生了变化，并且造成了部分线路母线短路电流升高，部分母线短路电流降低。针对部分母线短路电流升高或者降低的情况，需要对继电保护的数值进行统一的调整和改装。与此同时，分布式电源电子元件较多，出现故障时，其故障电流可能较低，不能达到触发自动保护的功能。因此，针对配电网内部的具体情况，要选择合理的继电保护装置，保证电网内部继电保护的可靠性、灵敏性。

（3）防止电网谐波。一般来说，电网谐波主要来自于配电网中分布式电源本身与其内部的电子设备。配电网中，逆变器的开关器件出现频繁的关断会造成谐波分量，产生谐波污染。谐波干扰的程度，主要决定于其变流器的设计和安装情况，并且与电网短路容量有着密切的关联。谐波对配电网中的用户影响范围较大，它对电压均值造成改变，出现电压闪变、变压器发热、保护系统误动等问题。

4 分布式发电接入配网系统的配套技术

4．1 配电网的协调设计

在配电网协调设计上，要针对其配电区域的电源、负荷与配电网等情况进行深入的调查预分析，并且通过对于容量、调节能力的有效配置，构建成为另一个系统化的配电网体系。在地理层面上，构建一个相对独立的发电网，通过独立组建发电网，形成内部功率的自由组合。通过对于电压与负荷进行合理的调配和利用，打造微型电网，并且就微型电网的价值进行开发。另外，配电网的协调设计也是虚拟发电厂技术应用的集成化（如图2）。

图2 分布式发电网络结构图

4．2 微电网发电

微电网是一种系统单元，具有自我控制功能、独立的电压、负荷与控制储能系统，可以进行自我保护，具有较强的友好性，在配电网中的应用范围较为广泛。一般来说，在微电网运行过程中，如果主电网出现问题，微电网就会独立的运行。主电网故障恢复之后，再同步运行。在主电网当中，微电网是独立的负荷，可以作为一个小型的辅助电源进行应用，为整体电网提供服务。微电网是对于分布式发电优势的改进，对于分布式发电技术中的不可靠性有着较强的弥补，可以有效地减少配电网的负担，提高分布式电源接入配电网之后的可靠性。

4．3 虚拟发电厂技术

虚拟发电厂技术是对新型分布式发电技术的整合，并且通过对小型发电站进行整合，将其纳入一个配电系统中，实现了智能化的统一发电，模拟传统发电过程，具有更高的可靠性和容量，是分布式发电技术较为有效的解决方案。在应用虚拟发电厂技术之后，供电企业有了更多的发展机会，并且拥有了新的营销渠道和营销方式，电力供应的灵活性得到大幅度提高。与此同时，虚拟发电厂技术创造了更多的备用电力，是提高整体配电网稳定可靠性的重要途径。现阶段，虚拟发电厂技术主要应用于新能源和可再生能源的发电，国家对其发布了相关补贴政策。虚拟发电厂技术的应用需要具备足够的信息网络通信条件，并且具有大量的发电设施，对于其中的各项需求进行统一的调度和优化，与配电网进行深入的配合，实现同步发电。

4．4 主动配电网技术

主动配电网主要是指可以自主的进行能源分布控制的配电网，其自身具有较强的灵活性，并且可以实现自主的潮流管理。在分布式电源的管理上，目前缺乏一个相对稳定的统一支撑准则，接入准则也不够一致。主动配电网则针对这种情况进行了改善和解决，通过对信息技术的应用，采用主动的管理模式（如图3），自主的对能源装置进行协调和管理，通过有效地调度进而实现电网的安全、经济运行。主动配电网具有多种能源管理功能，并且具有较强的能源接纳能力，并对电网投资利用率有着较强的保障作用，可以有效地提高整体供电可靠性，提高电网在网设备的利用效率。主动配电网技术是分布式电网技术发展的重要趋势，也是经历了长时间发展的结果，是信息技术与分布发电技术的有机融合，是提高智能配电网自身价值的有效基础和前提。

图3 主动配电网技术分析图

5 结束语

综上所述，分布式发电具有独特性，要想真正地实现合理接入配电网，就要对两者的特点进行综合的分析，通过有效的协调，做好两者的长期匹配。通过对于分布式发电技术的研究与应用，推进我国电网水平的综合性提高，进而对电网的规划进行不断的优化，更好地解决现阶段的大规模分布式电压接入到整体配电网所存在的既有问题。现阶段，我国电力市场还有待成熟和完善，分布式电源的发展需要政府进行积极的协调与引导，有效地保证分布式发电和我国配电网的同步发展和融合。

［1］ 杨洪明，黄雨翔，刘保平，易德鑫，王 斌．考虑分布式电动汽车参与电网调峰的配电网规划［J］．电力科学与技术学报，2012，（01）：48－53．

［2］ 赵俊华，文福拴，薛禹胜，董朝阳，辛建波．计及电动汽车和风电出力不确定性的随机经济调度［J］．电力系统自动化，2010，（20）：22－29．

［3］ 欧阳武，程浩忠，张秀彬，张节潭，辛洁晴，姚良忠．考虑分布式电源调峰的配电网规划［J］．电力系统自动化，2008，（22）：12－15．