大规模分布式电源接入对配电网的影响

郭黎

摘 要

为充分运用分布式电源，协调大电网与分布式电源之间在可控性、易用性之间的矛盾，发挥分布式电源为电网和用户带来的价值和效益，研究分布式电源并网技术，做好分布式电源规划与电网规划的衔接有着积极的意义。本文对分布式电源接入对配电网的影响进行了探讨。

【关键词】分布式电源 配电网

分布式电源是当前电网建设的新兴产业，是随着可再生能源的发展而在新能源界兴起的新型技术，同时也是未来能源领域的重要发展方向。分布式电源，主要是指在用户所在场地或附近建设安装、运行方式以用户侧自发自用为主、多余电量上网，且在配电网系统平衡调节为特征的发电设施或有电力输出的能量综合梯级利用多联供设施；包括太阳能、天然气、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电等。分布式电源作为一种依托于新能源发展起来的发电模式，具有一定的优势和科学性，能够积极优化调节供电结构，改变传统供电模式的弊端，是我国调整能源消费结构、履行碳排放承诺、促进经济和社会的可持续发展的必然选择。

1 分布式电源的应用

1.1 节省电网投资，降低电能消耗，促进环保事业发展

分布式电源多是利用风能、太阳能等自然能源，能够就地取材，这就大大降低了电网建设成本低，减少了传输过程中电能的消耗和浪费，同时实现了环保的要求，对于地区的低碳经济和循环经济发展有着很好的促进作用。

1.2 提高电力系统可靠性，实现能源多类利用，稳定电力供应

从以往国内外众多的电力事故来看，一定范围内的停电事故是永远存在的。当电网出现大面积停电事故时，分布式发电系统可以保持正常运行，维持正常的电力供应，从而提高了供电系统的安全性和可靠性。此外，分布式电源的电力供应能源有天然气、风力、太阳能等多种类型，这就实现了能源的多类利用，促进能源利用率的提高和能源利用结构的合理调整。

1.3 调节电力高峰，满足电力市场需要，促进智能电网建设

随着经济水平的提高，家家户户都有了各种各样的电器，其中不乏大功率电器，比如空调、电冰箱和电暖器等，这就造成冬夏两季成为电力负荷的高峰时期。而采用分布式电源和传统电力供应相结合的方式，可以良好地解决解决这个问题，良好地调节电力高峰，促进国家电网的建设，满足市场的需求。

2 分布式电源对配电网的影响

要想让分布式电源在发挥巨大优势的同时，安全接入电网，形成新的保护策略是势在必行的。整个电网的安全稳定运行是保障分布式电源有效发展的前提，要加强对配电网的影响研究。

2.1 分布式电源对配电网规划的影响

分布式电源的接入，将会直接影响到系统负荷的增长模式，原有配电系统的负荷预测和规划面的不确定性在一定程度上得以提高，进而影响配电网规划的合理性。 在配电网系统中，由于本身的节点数量比较多，进而导致配电系统中出现数量较多的分布式发电机节点，在一定程度上大大增加了网络结构中寻找最优网络布置方案的难度。 电网位置的不确定性受接入分布式电源的的影响将会增大，变压器容量、分接开关调压范围、线路输送容量等内容的配电网合理规划的难度在一定程度上受这种不确定性的影响将会明显增加。对含多种类型分布式电源接入的配电网，对各种类型电源的协调使用成为解决问题的关键所在。

2.2 分布式电源接入对配电网可靠性的影响

在配电系统中，如果分布式电源作为备用电源使用，在电网供电能力不足的情况下，分布式电源通过向外送电，配电网的过负荷和堵塞就可以部分消除，配电网的裕度就可以增加。当分布式电源与系统电源并网运行，配电网运行的可靠性、稳定性在自身稳定性、可靠性和运行经验等因素的影响下面临严峻的考验。分布式电源接入配电系统之后，孤岛运行将可能会成为一种新的运行方式。所谓“孤岛”是指无论是主配电网，还是分布式电源，当其中的任一开关出现跳闸，分布式电源与主配电网解列后，依然能够向独立的配电网进行供电，满足用户的用电需要，进而形成孤岛运行状态。分布式电源的独立运行在孤岛状态，电压和频率得不到有效控制，所提供的电能可能会发生无法满足电力用户需求的情况，负荷可能出现的供需不平衡将严重损害电能质量。此时由分布式电源供电的线路电压会慢慢衰减，从而造成电力用户电压过低，在一定程度上会损伤用户的用电设备和配电网设备。

2.3 分布式电源接入对配电网网损的影响

在配电网中接入分布式电源后，配电系统成为由用户互联，以及多电源组成的弱环网络。进而使得配电网的原有结构和分布发生明显的变化，同时也将难以预测大小和方向，使得配电网的网损发生变化。分布式电源接入电网并不能确保电网损耗的降低，电网损耗将会受到电网结构、电压等级等因素的直接影响。当然，分布式电源的不适当布点接入，没有对发电出力进行控制，出现随意开停现象，这一切都会增加电网损耗，使得电能质量下降。

2.4 分布式电源接入对配电网继电保护的影响

降低原有的继电保护装置灵敏度，甚至出现拒动故障。流过馈线继电器的电流因分布式电源产生的故障进而减小，速断保护无法启动，从而故障不能及时切除。导致配电系统的继电保护装置出现误动作。分布式电源的接入直接影响电网短路电流的大小和流向，分布式电源所在的线路保护因相邻馈线的故障，可能会发生误动作，进而损坏设备。 改变了配电网的故障水平。配电网的故障水平受到分布式电源数量和种类的影响，将会出现提高或降低，故障电流在大容量的分布式电源的影响下，将会出现大幅度的变化。

2.5 分布式电源的接入影响配电网电压的波动

在配电网中由于接入了分布式电源，在用户端由于出现了电源，在一定程度上影响稳态电压的分布规律，例如，当以异步发电机为主的风电场并网运行时将会引起系统无功的变化，进而影响整个系统电压。分布式发电功率随机变化、分布式发电机随意启停，将会突然改变潮流分布和大小，因配电变压器没有有载调压功能，配电网根本无法应对这种因潮流突变而导致的电压变化，将会引起电压波动、电压闪变等电能质量问题。

3 结语

综上，建设分布式电源方面的技术还在不断发展中，分布式电源的正常应用还处在不稳定的时期，把分布式电源接入电网仍有很多尚未解决的问题。要想让分布式电源在发挥巨大优势的同时，安全接入电网，形成新的保护策略是势在必行的。整个电网的安全稳定运行是保障分布式电源有效发展的前提，因此相关部门应提出并实施相应的解决方案，解决分布式电源接入电网的安全问题，使分布式电源在拥有安全保障的前提下为社会的可持续发展做出巨大贡献。

参考文献

[1]梁有伟，胡志坚，陈允平.分布发电及其在电力系统中的应用研究综述[J].电网技术，2013，27（12）：71-76.

[2]殷桂.分布式发电技术[M].北京：机械工業出版社，2012（09）：78-82.

作者单位

中电投电力工程有限公司 上海市 200233