分布式电源接入对配电网的影响

归敏琪+顾妍

摘 要：当前阶段，对于能源的保护和完善已经成为非常重要的需要，以可再生能源为主进行分布式发电技术也在近些年得到人们的密切关注。分布式电源对于传统配电网的网络结果产生了巨大的冲击，将原来的单电源辐射性网络转变成为双电源甚至多电源网络，从而使原有系统得到很大程度的保护。基于此，文章对分布式电源接入对配电网的影响进行深入分析，以期能够更好地促进分布式电源的完善和发展。

关键词：分布式电源；配电网；电流保护；反时限；故障隔离

前言

当前阶段，人们对于能源的需求度越来越高，能源已经成为人们生活、生产中必不可少的重要需求之一。随着人们对于能源的开发越来越大，传统化石燃料能源的可用量却越来越少，全球资源已经进入到一个极为严峻的发展状态之中。近些年，人们已经将眼光从传统的、重污染的能源开发中转移到了清洁，并且具有极大储存量的可再生能源中，通过对可再生能源的开发逐渐改变原有的能源结构，力争做到能源的可持续发展。分布式电源技术便是在对可再生能源进行利用的基础上发展起来的，其可因地制宜地对可再生能源进行利用，而且还能够有效解决电荒的发生和压力。因此，探究分布式电源的接入对配电网的影响非常重要，其对于分布式电源的进一步应用具有不可替代的重要作用。

1 分布式电源接入对配电网电压变化的影响

配电网的基本单元是馈线，而我国馈线的等级基本为10kV，每条馈线上的线路呈现出树状分布。如图1所示，简单配电网放射式接线方式。

相关人员为了更好地研究分布式电源接入对配电网电压的变化的影响，特意制作了三角形模型，有效防止了负荷分部模型所产生的不均匀状况而带来的误差，能够与实际情况更加接近，如图2所示。

分布式电源在k点处接入时候，其容量为PDG+jQDG，此时的配电网只有DG在作用，那么d点前后电压的损耗就可以分情况进行讨论。

相关人员继续对其进行研究之后发现，一定容量的DG接入到配电网网络中，对于馈电线上的电压分布将会产生重要影响，其影响的程度与DG总容量、接入位置有很大关系。DG的调节作用与其类型、容量也具有极为密切的关系，而相应的调压方案则还需要根据具体情况来应对和实施。

2 分布式电源接入对配电网可靠性的影响

分布式电源在配电网中一般是作为备用电源使用的，其主要是在供电网供电能力不足的情况下使用的。分布式电源通过网络向外输电，这就可以消除大部分的负荷和堵塞，配电网的裕度自然可以获得增加。而分布式电源与系统电源同时运行时，配电网因为受到分布式电源的影响，其在可靠性、稳定性方面将会受到严峻考验。这其中就涉及到了孤岛运行的问题。分布式电源接入之后，因为与系统电源并网运行，这时候引入孤岛运行可以促使两者更好地配合。“孤岛”主要是就系统中任一开关出现跳闸现象之后，分布式电源与主配电网解列之后，依然可以对电网独立供电，从而保证电网系统依然可以满足客户的需要，此时电网就形成孤岛状态。但是，此时同样有一个问题产生，那就是分布式电源在单独运行的情况下，因为其电压和频率无法得到有效控制，极容易造成无法满足客户需要的情况，符合所出现的供需不平衡就容易损害电能质量，这时候就会出现电压过低的情况，容易损坏用户的用电设备，以及电网的配电设备。

3 分布式电源接入对电能质量的影响

分布式电源对于电能质量同样会产生影响，并且，因为其通过逆变器网运行，会给主电网造成一系列的问题。首先，分布式电源的接入会致使电网产生大量谐波。分布式电源的接入改变了传统的电源互联结构，其改变了功率变换器技术，其将会对谐波的类型和大小产生影响。换流装置，主要是逆变器的应用，同样会给电力系统带来谐波，因此，在对其进行安装过程中，需要对其进行预测，并对所产生的谐波影响进行观察和预测，从而对高次谐波对电压变形作用的影响是否标准予以判定。在此，我们还必须注意到，即使功率相同的分布式电源，在不同的位置安装，其所得到的馈线沿线各节点的电压依然不同，并且还会有较大的波动，分布式电源安装的位置越靠近线路末端，其所产生的电压畸变就会越严重；反之，分布式电源安装的位置越靠近母线，其对于谐波分部的影响就会越小。

其次，分布式电源的接入对于电压的跌落和闪变会产生影响。配电系统发生单相短路故障时候，分布式电源的接入将会对电压的有所提高，对于故障相电压的跌落能够起到积极的抑制作用。但是如果为非故障相，分布式电源的接入，将会对不同节点的电压幅值带来不同程度的增加，并且，分布式电源的容量越大，非故障电压超出额定电压的情况就会越明显。分布式电源可以带来的电闪极大的可能性是由于电机启动引起的，但是也不排除因为分布式电源输出功率变动而导致的线路电压变化所引起。因此，对于电闪所形成的原因主要可以分为以下几种：发动机的启动、制动、输出功率的波动。但是，依照目前的技术来说，对原因进行分析，或者说找出具体的原因所在还有一定的困难。

4 分布式电源接入对继电保护的影响

继电保护主要是指线路发生故障时候，供电系统能够切除障碍，避免损失的扩大，其保护整定与电网的连接结构具有密切关系。分布式电源的接入对于原有的短路状态产生了极大的改变，其对于配网三段保护的精确动作带来不确定影响。分布式电源的接入使原有的保护装置电流产生极大的变化，而其电流的变化也并不确定，这就使得原有的继电保护灵敏度和范围发生变化，各线路之间的配合变得更加复杂。继电保护的方向也因为分布式电源的接入而变得更加不明确。传统配网所采用的供电装置为单端供电，没有进行方向保护元件的设置，但是分布式电源接入之后，配电网中的一部分线路就转换成为双端电源供电，电源接点的上有线路一旦发生故障，分布式电源所提供的电流就会从负荷侧流向系统侧。没有方向的保护，所产生的故障电流就会都涌向保护，此时一旦故障流大于保护的额定值，那么保护元件就回丧失判断，就会产生动作，线路即跳闸、退出运行，继电器就会失去选择性。分布式电源的接入必须与保护元件的应用相配合，从而达到供电保护的作用。分布式电源的接入对于继电保护来说主要分为以下几种影响：第一，导致线路保护灵敏度降低；第二，导致本段保护误动，容易引发线路跳闸；第三，导致相邻操作和后备保护的误操作；第四，自动重合闸重合失败。

5 分布式电源接入对配电网规划的影响

尽管分布式电源是配电网发展的未来趋势，但是因为其对电网多元素所产生的影响，导致其对于配电网的规划也同样会产生影响。因此分布式电源与配电网相连接之后，从供电的灵活性、可靠性等方面产生作用，就必然会对电网的整体运行产生影响，也会使配电网结构更加复杂，从而对配电网的规划带来新的问题。其所产生的影响主要包括以下几个方面：第一，分布式电源的接入增加了电力系统负荷预测的难度，致使配网规划人员无法准确预测符合的增长。第二，分布式电源的接入使原有的配网线路布置更加困难，因为分布式电源的接入造成的不确定性更多，在进行网络结构选择的时候，其困难性就更大。第三，分布式电源的接入还会增加电网运营公司的管理难度。独立安装分布式电源的小型用户，更为理想的供电方式为两路供电，而这与想保持系统接入前电能质量和可靠性不变的电网公司的初衷不同，在系统的拓扑结构发生变化的时候，电网公司就会增加相应的设备来保持电网运行的稳定性和安全性，其必然增加了公司的各项支出，增加了管理的内容和难度。第四，分布式电源的接入对于原有供电设备的容量产生影响，其容易造成大量设备的闲置，使原有的投入无法收回。

6 结束语

分布式电源的未来发展前景非常广阔，但是因为我国对于其研究还处于起步阶段，因此很多问题还没有很好的解决。但是，相信随着人们研究的深入，分布式电源技术的渗透，配电网与其所进行的结合将会越来越明朗，电网也将会因为分布式电源的接入而越来越稳定，越来越安全。

参考文献

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作者简介：归敏琪（1989-），男，汉族，江苏苏州，国网江苏省电力公司苏州供电公司，助理工程师，工学学士，目前主要从事电力调控运行相关工作。

顾妍（1990-），女，汉族，江苏苏州，国网江苏省电力公司苏州供电公司，助理工程师，工程硕士，目前主要从事电力调控运行相关工作。