分布式电源并网对于配电网的影响研究

李阿祥

（青海省绿色发电集团股份有限公司， 青海 西宁 810000）

引言

随着社会经济发展和人们生活水平的提高，能源需求变得越来越重要。而传统的煤炭、石油等资源在发电中除了造成环境污染之外，还具有不可再生性的致命缺陷，因此开发可再生能源已经成为一个世界性的话题。随着各种新能源在电力行业中的开发，风力发电、水力发电以及太阳能发电等在电网中的应用也变得越来越频繁。为了充分利用可再生电源，分布式电源技术变得越来越重要，通过该项技术和配电网的有效结合能够大大提高可再生能源的运用效率，因此对分布式电源接入配电网带来的影响展开研究对推进电力行业发展具有重要意义。

1 分布式电源概述

分布式电源又被称为分布式发电技术，指的是一些分布在配电网或用户周围的小容量发电系统。在电力市场竞争日渐激烈及节能环保要求日渐提高的形势下，分布式发电技术的应用日渐凸显出重要性，且分布电源在电力系统供电中所占的比例也越来越大。分布式发电技术通常被运用于特定场所，它的能源形式包括风能、微型燃气轮机、内燃机、太阳能等多种新型能源，该技术的推广对提高电力企业发电的稳定性和经济性具有重要意义。在分布式电源应用状况下，配电网络的状态是电源与用户相连接的网络，而并非传统电网中的辐射状网络，这种变化对配电网络的运行和结构带来了一定的影响。因此，对分布式电源并网对配电网的保护造成的影响展开分析讨论具有重要意义。

2 分布式电源接入对配电网可靠性的影响

在供电网供电能力不足的时候，我们通过接入分布式电源作为备用电源，这会对电网可靠性造成一定影响，集中体现如下[1]：

1）在接入分布式电源的时候，做好电源与继电器的保护非常重要，一旦引起误动作，会降低电网系统的可靠性，原来电网中的经典放射状配电网会因为误动作而产生改变，同时还造成短路的持续时间和短路电流的改变，对之前按照网络拓扑图设计的继电保护装置造成影响，导致因为继电保护装置动作的误差发生误操作。

2）在分布式电源接入配电网时，需要通过保障分布式电源的电压穿越能力来保证配电网的可靠运行。一旦配电网的低电压穿越性能产生系统性问题，造成分布式电源被智能电网切断，那么在系统恢复运行时，电压不但无法得到分布式电源的支撑甚至还会出现下降。一旦电网的智能性出现故障，分布式电源没有及时被切断就会激发保护设备的误动作乃至损毁，从而造成停电时间增长对客户带来损失。

3）分布式电源的安装地点、连接方式以及分布式电源的容量会对配电网的安全可靠性造成一定的影响。只有选配合适容量的分布式电源进行合理的安装，才能保障配电网的安全可靠性。

3 分布式电源并网对继电保护的影响

短路故障与断路故障是电路故障的两大形式，电路中电流过大，会发生短路故障造成设备烧毁或引起火灾，继电保护装置则是防止这一故障的重要电网设施，而分布式电源并网接入在一定程度上对继电保护装置会造成影响。输电线路的短路状态会因为分布式电源的接入而发生极大改变，此时，保护装置中的电流会发生不确定性的变化，从而导致继电保护灵敏度和范围的改变，由此造成各线路之间的配合复杂化。在配电线路中接入分布式电源，会造成继电保护方向不明晰且影响到继电保护的精确性[2]。

由此可见，分布式电源接入配电网除了会对线路保护的灵敏度造成负面影响外，还会引发继电保护装置的错误判断，造成不必要的相邻操作和跳闸，从而引发后备保护措施出现错误操作，引起保护器闸门自动重合失败。

4 分布式电源接入对配电网电压的影响

在配电网络系统中接入分布式电源会造成电馈线上的电压分布与额定电压之间出现偏差，导致的直接结果就是电压降低或者电压升高。

1）电源接入造成电压降低的原理：分布式电源对馈电线上电压的影响程度，决定于电源的接入位置和DC总容量。压降补偿装置所测量到的负荷，会随着分布式电源接入调压变压器下游时的位置而减轻，此时馈线电压能够维持在规定标准，这时电压补偿的实际设定值高于目标电压值，接入DC电源后，馈线上的电压变低，因此可以通过改变DC记录位置和总容量来进行调压，具体的调压方案需要通过实际情况应变落实。

2）电源接入造成电压升高的原理：放射式方式是简单配电网的接线方式，此馈线呈现出树状分布，传统配电网中电源朝着负载单方向流动，正常运行情况下，沿着配电线路方向电压呈逐渐降低态势，而分布式电源接入后，则会出现潮流反向，一般情况下会出现变电站母线电压低于用户侧电压，此时馈线各点的电压升高约为7%左右，这是基于馈线等级约为10 kV前提下的数据。

5 分布式电源并网对电能质量的影响

电网中接入分布式电源时，电压能被抑制并瞬间跌落与此同时产生闪变，输电线路中的电压在单相短路故障发生于配电系统时，会被抑制跌落从而提高。当输电线路没有短路故障时，不同节点的电压幅值会随着分布式电源容量的扩大呈现不同程度的增加且呈正相关。此外，在分布式电源接入配电线路过程中，还会产生电机启动或是输出功率波动引起的电闪。

6 分布式电源并网接入对配电网规划的影响

分布式电源接入配电网已经是电力建设中不可避免的趋势，但它的接入对配电网本来就复杂的结构造成了更大的影响，对供电的灵活性和可靠性造成困扰，从而可能影响到电网的整体运行效率。此外，分布式电源接入配电网还会对电网规划造成以下问题[3]：

一是因为分布式电源接入配电线线路，会对原有配电线路的稳定性造成很大影响，导致电路网络结构的选择困难性更大。二是由于分布式电源接入的不确定性，导致规划人员无法对系统的负荷进行准确的推算。三是分布式电源的接入造成电网公司运营管理难度的增加，在以往的供电模式中，电力公司对小型用户采取两路供电，因为电路系统结构的变化影响到了系统的安全性和稳定性。为了解决这一矛盾，电网公司通过增加相应设备数量来解决，这导致了运营费用的增加和管理难度的增加。四是分布式电源接入配电网会一定程度上对输电设施的容量产生影响，造成电设备闲置导致投资成本难以收回。

7 结语

作为传统电能的补充，分布式发电技术具有发电方式灵活、高效节能、实现就地消化接纳等诸多优点，分布式电能的并网运用是现代电力行业发展的必然趋势，但由此而带来的对原电网的影响也不容小觑。现代智能电网技术的快速发展，为分布式电源接入配电网并高效运行提供了技术支持，但深入开展对分布式电源大规模接入配电网影响的研究依然是一个需要长期关注的话题。

[1]王思明，牛玉刚，祖其武.并网模式下基于多代理技术的微电网多目标优化[J].华东理工大学学报（自然科学版），2017（6）：829-836.

[2]杨佳琦，孔玲玲，高飞.直流微电网DC-DC变换器关键技术的研究综述[J].云南民族大学学报（自然科学版），2017（6）：510-515.

[3]赵云飞.浅述分布式发电技术的应用与发展[J].科学与信息化，2018（5）：87-88.