分布式电源对配电网影响与协调控制策略研究

谢笑寒　董新　李雪云　吴昊

摘 要：在我国电网技术的不断发展下，分布式电源已经被广泛应用到了配电网运行中，在应用过程中体现出了分布式电源的众多优势，但是因为分布式电源近年来较为广泛的引入到各个地区，这也为配电网运行带来了一定的问题。所以本文将针对配电网结构和运行方面所受到的来自于分布式电源的影响进行分析，并据此提出相应的协调控制策略。希望与分布式电源相关的理论研究，能够在配电网实际工作的开展中提供一定的帮助。

关键词：分布式电源；配电网；控制策略；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.152

0 引言

分布式电源在配电网中的接入，改变了原本的一些相关的运行数据，这可能会对配电网造成各种各样的影响，例如短路故障、电流大小和潮流方向以及电压分布的改变等，所以就需要根据现有的情况来采取一定的控制策略，以改善目前水平的各地配电网中因为分布式电源的接入所造成的故障问题，接下来将对此进行分析。

1 分布式电源的基本概念

（1）分布式电源的含义。它实际上指的是，一种包含太阳能发电、风力发电、燃料电池、蓄电池以及燃气轮机等，并将这些作为发电能源的电源概念[1]。在分布式电源的运行过程中能够帮特定用户或者作为配电网的稳定运行辅助性的提供电能的微电源。

（2）分布式电源的特点。首先，分布式电源正常情况下安装在比较靠近用电负荷中心的，通常是可以直接向用户进行供电的，这样就能够帮助电能在当地进行消费，而其所属的微电网潮流一般不会超过上级变压器，整体来说分布式电源在应用过程中能够对成本进行有效的控制，在发电过程上也更具有可靠性。

其次就是分布式电源装机电量基本会一百兆瓦以下，在十八个国家中，只有两个国家规定分布式电源装机为百兆瓦级，在美国、法国和丹麦以及比利时等国家基本都将其限制在十兆瓦或者更低，我国则是规定在六兆瓦以下。另外它对于配电网的接入电压等级一般的要求不会太高。

最后，分布式电源相对来说会更加的环保，在发电过程中基本没有废气产生，所使用的发电能源基本也都是可再生的清洁能源。

2 具体影响

（1）配電网潮流。当分布式电源接入配电网之后，会对配电网潮流造成一定的影响，会对馈电线路的潮流方向、潮流大小以及节点电压进行改变。并且分布式电源的接入会将原本的无源配电网络转化成后来的有源配电线路，在这样的电网运行情况下最为理想的状态就是，令分布式电源与配电网之间实现功率交换近平衡，在其中多余出来的或者需要补充的电力负荷都会通过并联变压器与配电线之间的有功传输和无功补偿过程来达到相互之间的平衡。

（2）继电保护。在配电网成为多源复杂网络之后，如果依然按照原有的方式来进行运行，继电保护装置和安装自动装置就有可能因此出现拒动和误动的情况。另外，继电保护装置电流保护位置或者短路故障出现的相应情况下，都有可能会造成装置的运行问题，如果短路故障发生在电流保护下游，此时电流保护装置也在分布式电源下游时，此时短路电流与保护范围在增大，这样继电保护装置就容易发生误动，而另外一种情况是，二者都在上游这种情况，这会使得分布式电源进行反方向保护，而这样进行电流注入方式就会失去方向性。

（3）供电可靠性。分布式电源对于配电网的供电可靠性的实际影响，这是需要进行辩证分析的，因为这其中包含不同的利与弊。首先来说一下优势部分，因为分布式电源能够对一部分的用电负荷进行平衡，这是对配电网的输电能力有帮助的；并且，因为节点电压的调整情况的不同，这也能够因为节点电压升高加强配电网的电压调节能力；另外，如果配电网发生故障，其所在的微电网可以自动进行孤岛运行，这体现了分布式电源可以进行独立供电的特点，只要对其进行一定的隔离，分布式电源还是可以继续运行。但是除了上述这些情况以外，分布式电源的应用过程中也存在一定的不良影响，其容量大小、安装环境、接线方式不当等原因都会造成分布式电源对配电网造成不良影响，上述问题可能会导致电力供需失衡或者电压水平波动，所以在安装过程中一定要格外注意这几个部分[4]。

3 调控策略

（1）协调控制架构。对于分布式电源配电网的协调架构来说，有三层结构，这三部分分别有着重要作用，分别是配电网调度层、微电网集中控制层、微电源/储能/负荷等各设备的就地控制层这三个部分。首先是在协调控制架构中配电网控制层的工作中，主要负责微电网内部各类运行参数以及设备状态信号等数据传输工作的调度层，可以将信号数据等传输至配电网调度中心，这样能够良好地实现与配电网的信息交换，在调度方面也会更加统一。第二是微电网集中控制层的功能，主要是帮助微电网的优化运行与能源利用率来进行提升。最后是就地控制层则主要是将相关设备的运行工况数据上传到微电网中央控制器，然后再根据其所下达的命令进行设备就地控制的指令下发。

（2）仿真验证。当运用HOMER软件来对某日的微电源/储能/负荷设备进行仿真模型的组件和计算的过程中，因为储能装置充放电的原因，这就使得联络线路的传输功率稳定，所以就能够在调度中心的规定限值以内。孤网运行状态则通常要在配电网发生故障之后才会运行，而在孤网运行状态的仿真验证里，由原来的充电模式改换成为放电模式，因为在这个时候风电功率与光伏电源的功率两个变量合在一起就可以符合负荷需求，而孤网运行状态稳定之后，储能设备不放不充，在运行一段时间过后，储能设备自动转为充电模式。

4 结束语

综上所述，仿真验证能够帮助相关的工作人员了解故障情况以及非故障情况下分布式电源对配电网影响所产生的实际数据，具有良好的参考价值。所以在今后的配电网针对分布式电源的控制策略，可以对仿真验证部分进行进一步的加强和细化。

参考文献：

[1]肖浩，裴玮，邓卫，孔力.分布式电源对配电网电压的影响分析及其优化控制策略[J].电工技术学报，2016（31S1）：203-213.

[2]张凯翔，张肖青.分布式电源对配电网影响与协调控制策略研究[J].智能电网，2017，504：373-378.

[3]杨新法，苏剑，吕志鹏，刘海涛，李蕊.微电网技术综述[J].中国电机工程学报，2014（3401）：57-70.

[4]钟清，张文峰，周佳威，刘东，陈炯聪，陈云辉.主动配电网分层分布控制策略及实现[J].电网技术，2015（3906）：1511-1517.