分布式电源并网对于配电网的影响研究

韩红刚

【摘 要】分布式电源指的是不直接接入集中供电系统的35kV及以下的电源装置，主要包括发电机和蓄电装置。由于分布式电源具有很多天然优势，其接入当代电网可以说是必然发展趋势。本文针对分布式电源的有关知识作了简要介绍，并对分布式电源对现如今电网运行产生的影响及其特点作了详细分析。

【关键词】分布式电源并网；微网；配电网；影响

一、引言

电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。他可以把自然界的风能、水能等能源转化成电能，然后通过电网将电能传输到需要用电的用户。但是，就目前现有绝大多数的供电系统而言，都是集中式单一供电系统，这种传统单一化大电网供电已经不能满足现如今日益多样化的供电需求。而分布式电源的出现，恰好解决了这一问题。

二、分布式电源的概念及其意义

（一）分布式电源的概念

分布式发电指的是由于一些特殊用户的特殊用电需求而在一些特定的用电场所直接发电供电，来辅助配合现存大电网的正常运行。这些分布式发电机主要类型有燃料电池、小型燃气轮机、小型光伏发电、小型风光互补发电等。分布式发电是专门针对所需用户的用电来设计发电的装置，因此其供电质量可以得到保证。同时伴随着新能源的发展，这种新型的分布式配电系统正在逐渐发挥着更重要的作用。

（二）使用分布式电源的意义

1.使用清洁能源，节能环保。分布式电源可以利用自然界的很多种天然能源，例如风能、水能、地热能、生物质能等。因此，分布式电源在节约资源方面具有重要意义，同时由于分布式电源往往利用的是清洁能源，其对于减少环境污染也有很大的贡献。

2.解决边远地区供电难的问题。由于传统大电网在输电时需要架设输电线路，而在一些偏远山区或农村，铺设远距离输电线路受到地形等情况的限制难以实现。那么在这个时候，分布式电源可以利用生物质能或风力发电实现这些偏远地区的供电。

3.负荷高峰期具有一定的调峰作用。现代城市用电量正在逐步增加，尤其是在午间夜间等用电高峰期，现有的大电网供电系统面临着巨大的压力，甚至有点不堪重负。分布式电源则可以为一部分用户单独提供用电，缓解了集体供电的压力，降低电网用电峰值。

4.具有一定的经济效益。分布式发电无需建立配电站，输电损耗低，可降低或避免附加输配电成本，同时装机成本较低，所需准备时间短，土建和安装成本很低。分布式发电还可以弥补大电网安全稳定性的不足，在一些意外情况发生时可实现继续供电，已经成为集中供电方式不可缺少的重要补充。

三、微网的概念及其特点

（一）微网的概念

微网顾名思义是指微小的电网。它是由分布式电源、电能转化器、负载保护和检测装置、输出装置组成的小型电力系统。这样的一个系统，微小但功能完备。它即可以单独完成发电、配电工作，也可以并入大电网运行，适应能力很强。

（二）微网方式运行的优点

分布式发电系统中各发电站相互独立，用户由于可以自行单独控制，不会产生大规模停电事故，所以安全可靠性比较高。

（三）微网并网运行

微网如果要并网运行，必须使各个独立发电系统之间过度平缓，微网并网和独立运行时都必须保证供电质量。

四、分布式电源并网对配电网的影响

（一）对电能质量的影响

1.电压波动与闪变。电压波动是指电压幅值不超过0.9-1.1的随机变动或者有规律的波动。也可以说闪变是比较严重的电压波动的体现；闪变是对灯光照度波动的一种主观感受，当电压幅值波动达到0.5%，每秒变动6.25次，将更加明显，闪变是没有规律的。

2.谐波污染和直流注入。由于分布式电源需要建立很多个微小的发电系统，其所需要大量电子器件，这就难免会产生大量电波污染。

3.对系统稳态电压的影响。当分布式电源接入大电网内运行时，原本大电网中某些正常负荷节点，可能会因分布式电源的接入造成电压升高甚至超过其承受范围。

（二）对继电保护的影响

传统集中供电的大电网采用辐射状供电网，当分布式电源接入其中运行后，电网中电流的流向将发生变化。

1.引起继电保护误动作。由于集中供电式大电网中原本没有其他电源，所以用于开关的继电器不会因转移电流而产生偏向。但是当分布式电源接入电网中时，原本平静的大电网会因其他电源的加入而引起这条电源线路上继电器的错误判断，有可能会造成正常电路失去主电源的供电。

2.使重合闸不成功。大电网在实际供电过程中经常会用到继电保护装置重合闸，当电网中有这个装置且接入分布式电源时，如果电网发生故障，那么必须先将分布式电源移除，然后再移除重合闸。否则将会使机电保护装置重合闸功能失效。

（三）对配电网可靠性的影响

分布式电源接入电网后对电网既有有利的影响又有不利的影响。一方面，由于分布式电源并非真正意义上的独立于大电网之外。因此，如果遇到意外情况造成大电网停电，部分分布式电源的正常供电也会受到影响。同时，分布式电源引起的电波辐射和继电器误判都会对大电网的可靠性造成不利影响。另一方面，分布式电源其本身的相对独立性，又是传统电网的重要补充。在一些特殊情况下，可以不依靠电网单独给用户供电。这无疑会弥补传统配电网的可靠性的不足。

（四）对配电网规划的影响

配电网规划是使供电系统正常运行的一项非常重要的工作。配电规划是指在满足用户用电和安全供电的情况下，通过对供电网络进行分析得出最优供电配置。由于分布式电源种类多数量多的特点，其接入大电网后会对集中大电网的供电造成影响，这就不利于供电规划。

（五）对实时监控和电网调度的影响

传统电网集中供电在实时监控和电网调度方面是具有天然优势的，集中管理集中调度分配有利于电网的合理运行。当分布式电源接入后，各个单独电源存在于大电网中，会使集中调度和实时监控工作变得复杂，造成电网整体调度工作变得混乱。

（六）孤岛运行问题

目前常见的分布式电源的保护继电器都有这样一个特点，其在运行过程中不能与外部系统进行信息交流，这就是分布式电源的孤岛运行问题。在电网的实际运行过程中，分布式电源有可能会不能及时检测到电网中断路器的断路情况，如果断路器断开而分布式电源未能得到此信号而继续供电，就极有可能造成供电事故。因此，分布式电源的孤岛运行管理变得至关重要。

五、结语

分布式电源供电是随着新能源的开发和可再生能源的利用技术而逐渐发展的一种新型供电方式。本文对分布式电源技术、分布式电源并网后对供电网的影响以及分布式电源的发展方向问题做了简要分析。目前的分布式电源供电方式发展还不成熟，这种供电方式既有优势也有不足之处。因此，我們仍需对分布式电源供电系统进行详细研究，将其对大电网的不利影响降到最低、解决孤岛运行问题，让分布式电源充分发挥其积极作用。

【参考文献】

[1]陈卫昀， 严仰光. 分布式电源[J]. 电力电子技术， 1999， 33（2）：82-85.

[2]王成山， 李鹏. 分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战[J]. 电力系统自动化， 2010， 34（2）：10-14.

[3]梁有伟， 胡志坚， 陈允平. 分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述[J]. 电网技术， 2003， 27（12）：71-75.endprint