分布式新能源发电对配电网电压影响分析

王峰

摘  要：随着社会经济的不断发展，传统的大电网已经不能满足当今社会的电网供电需求，分布式发电应运而生。随着能源消耗的加剧和生态环境污染的日益严重，全世界都在寻求积极开发新能源的方式，分布式发电是利用可再生资源的重要途径。分布式发电最大的优势就是可以利用可再生资源，但如果无计划地使用分布式发电技术将会对配电网电压产生一定程度的影响。本文将重点分析分布式新能源发电对配电网电压造成影响的因素，以便为今后的工作提供参考。

关键词：分布式发电  新能源  配电网电压  影响分析

中图分类号：TM614                            文献标识码：A                   文章编号：1674-098X（2020）08（a）-0123-03

Abstract： With the continuous development of social economy， the traditional large power grid has been unable to meet the demand of power supply in today's society， and distributed generation has emerged. With the aggravation of energy consumption and the increasingly serious pollution of ecological environment， the whole world is looking for ways to actively develop new energy. Distributed generation is an important way to utilize renewable resources. The biggest advantage of distributed generation is that it can make use of renewable resources， but if we use distributed generation technology without planning， it will have a certain impact on the distribution network voltage. This paper will focus on the analysis of the impact of distributed new energy generation on the distribution network voltage， so as to provide a reference for future work.

Key Words： Distributed generation; New energy; Distribution network voltage; Impact analysis

随着能源消耗的加剧和生态环境污染的日益严重，全世界都在寻求积极开发新能源的方式，分布式发电是利用可再生资源的重要途径。风能、太阳能等都属于可再生资源，分布式发电对可再生资源的合理利用，对改善生态环境和缓解能源消耗起着积极意义。

1  分布式发电的综合概述

分布式发电是一种利用可再生资源的新型发电方式，因为分布式发电较为环保，所以近年来被广泛应用。分布式发电除了环保以外，还具有清洁度高、分布模式小，拥有独立模块等特点。由于发电单元和用户之间的距离较近，所以更加便于利用发电功能，经济性较强。与传统的发电模式相比，分布式发电的规模较小，且自身拥有非常明显的发电特征。从发电容量来看，分布式发电具有不确定性，容量类型分为：大、中、小型和微型四種不同的分类。由于和用户之间的距离较近，可以直接依照用户需求为电网发电。一旦这种模式被广泛应用，会直接参与配电网的全部运行过程，对配电网的电压造成影响。另外由于分布式发电的不集中性，与传统的供电模式存在较大区别，随之影响的还有电流传送大小和方向。

2  分布式发电对配电网电压影响因素研究

2.1 分布式发电的基本理论

分布式发电一旦接入电网后，一方面对电能的不间断质量有所改善，另一方面也能促使配电网从原有的放射状转变为多源结构的形态，这对配电系统的潮流分布和电压情况等都会造成一定的影响。想要得出分布式新能源发电对配电网电压影响的因素，就必须要从继电保护、电能质量和网损三个方面进行深入研究。

2.1.1 继电保护

目前我国配电网大多采用单电源的结构，从继电保护的角度出发，一般采用三段电流保护，在发生暂时性故障时可以诱发继电保护设备，但分布式发电接入电网后，会引发继电保护装置的误判，还有影响自动重合闸。

2.1.2 网损

从网损的角度，最初始的配电系统是一个辐射型的网格，是单向潮流。分布式发电一旦接入，就转变了配电网的原始单向结构，由单向转变成了多源供电，网损有可能增加或者减少，网损的变化与分布式电源的位置、容量和功率因素都有确切的关系。

2.1.3 电能质量

站在电能质量的角度，风力和光伏发电都存在随机性和不确定性，分布式发电的输出功率是以变化量的波动情况为依据，所以分布式发电的接入会对电网的电能质量产生影响。除此之外，大量电子转换器的应用，也增加了配电网中的负载量，电压和电流的波形都会产生变化，引发电网的谐波污染。

2.2 电容和位置对配电网电压的影响

分布式发电的电容和电压之间存在影响机制，想要准备判断和分析出这种机制，就必须要确定发电模式的数量，同时找准发电位置[1]。尽管此类模式只是一种电源的辅助，并不是构成配电网的主要内容，但是却可以起到支持配电网发电的作用。值得注意的一点是，如果分布式电源设置较多，会对继电保护造成一定影响，增加运行和维护的成本。除此之外，分布式发电要依据一定的条件才能够成立，在分布电源数量时，要以配电网的最小损失为参照，并且结合安全和其他因素综合考虑，达到有用功和无用功之间的平衡，确保电压在合理的范围内。另外，分布式发电的电源容量和电源位置的选择应该采用遗传算法，这样更精准也更科学。

分布式发电的位置和容量是构建分布式系统的前提，由于分布式发电更接近用户，所以要依照客户终端的容量和地理位置，综合考虑各种指标，根据实际情况，选用发电方式。分布式发电的电源容量既要满足正常运行状态的负荷量，又要具备处理突发情况的能力，可以通过灰色关联、神经网络和小波分析等技术来实现，对负荷模型进行精准预测。分布式发电的电源位置设定既要考虑周边的环境、交通以及地理位置，还要考虑布局是否合理，尽可能保证线路的最小损耗，从而改善配电系统，保障配电网电压的稳定性和灵活性。

2.3 功率因数对配电网电压的影响

分布式发电一旦接入到配电网中，由于其自身的电源容量有限，只能在一定程度上缓解配电网无用功功率不足的现象，而且有些分布式发电还会对配电网中无用功功率产生一定的消耗，这样只会加剧无用功功率不足的问题。针对上述情况，一般通过无功补偿措施来减少对配电网电压的影响，无功补偿的措施包括：并联电容器组，加强网架结构以及采用双馈变速风电机组，来实现配电网的电压正常，利用无功补偿措施可以更好地确保配电网电压的稳定性[2]。除此之外，在配电网实际工作中，配电网的动态负荷量所需要的无用功功率也会随着电源的启停而发生改变，因此要做一定的无功补偿，也就是在配电网接入分布式发电电源之后，在接入位置放置无功电压支撑设备，像电容器等，保证配电网的正常运行。

2.4 分布式发电对配电网电压影响的改善措施

2.4.1 完善自动发电控制系统

随着科学技术的不断进步，应该继续加大对分布式发电的科研力度，不断完善和優化传统的发电体系，构建一种新型的分布式发电系统，通过调整分布式发电的出口电压来实现对配电网电压的控制，逐步完善自动发电控制系统。

2.4.2 提升分布式发电的技术水平

首先，分布式发电接入对配电网的电压会有一定程度的改善，提高电能质量，提升各个节点的电压水平。其次，单个分布式发电接入时，建议接在主干线的中间偏尾端位置，当接入多个分布式发电时，建议全部接在主干线上。再次，无论是单个还是多个分布式发电接入，渗透率应该根据实际需要作出调整。最后，在渗透率相同的基础上，相比于多个分布式发电接入，单个分布式发电接入后容易对配电网电压产生更大的波动。

2.4.3 改善分布式发电对配电网稳定性的影响

当分布式发电接入到配电网后，会对配电网的电压造成一定影响，会出现明显的波动，电网强弱不同，影响的程度也会不一样。当某一地区电网较弱时，电机组在排除故障后依然无法自动恢复电压，并且会存在运行超速的现象，不利于配电网的稳定性。针对这种情况，就需要及时切断分布式电源来实现电网的稳定，如果配电系统发生三相短路的现象，不及时切断分布式电源，那么主要节点的电压便无法恢复，只有及时切断电源，电压才有可能恢复平稳。由此可以看出，当发生故障时能否及时切断分布式电源对配电网电压的稳定性至关重要。

3  结语

综上所述，分布式发电是一种可以利用可再生资源的新型发电方法，与传统的发电模式相比，分布式发电具有污染低、成本低的优势，目前已经被广泛应用。但同时值得注意的是，不合理的分布，会让分布式发电对配电网电压产生一定程度的影响，在实际工作中就要求相关技术人员要合理布局分布式发电的电源位置，综合考虑电容和功率因素的影响，确保配电系统的高效运转。

参考文献

[1] 田军强.新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响[J].通信电源技术，2019，36（12）：131-132.

[2] 闫玮袆.分布式能源接入电网影响研究[J].通信电源技术，2019，36（9）：252-253.

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[5] 张会参.计及配网静态电压稳定约束的分布式发电规划模型与算法[J].科技创新导报，2017，14（20）：78-79.

[6] 刘澄，王辉，李天慧，等.分布式新能源发电对配电网电压影响研究[J].可再生能源，2019，37（10）：1465-1471.