分布式电源接入对电力系统稳定运行产生的影响分析

马诚

（西安工程大学，陕西西安，710048）

1 分布式电源分类

1.1 风力发电

当前，风力发电在我国已经得到广泛应用，并且我国相关技术快速发展推动下，该发电方法得到快速发展。其发电原理就是借助风能促使风机叶片发生旋转，借助变速箱促使转速发生转变，进而和发电机互相匹配，实现风力发电目标。此过程是对风动能进行机械能转变，之后对机械能进行电能转变。

1.2 太阳能光伏发电

太阳能发电主要借助太阳能电池板促使太阳能实现电能转化。太阳能电池板主要借助半导体元件电子学特性，促使光能转化为电能。太阳能电源产生的能量可以保证用户生活与照明用电得到满足，当前，西方发达国家已经将该方式对区域电网进行并网处理[2]。

2 分布式电源对于电力系统稳定运行的影响分析

2.1 电压分布受到的影响

在配电网采用分布式电源之后，电力系统结构会出现变化，所以潮流大小与方向也会出现变化，最终导致电力系统电压分布出现变化，而此种变化会对电力系统工作的安全性与稳定性产生较大影响。其中分布式电源接入位置是影响电压分布的主要因素，若是接入点与母线间距较大，会明显影响电压分布。若是分布数量节点较多，则会有效支持电压[3]。在节点潮流和分布式电源的输出潮流出现叠加现象之后，会导致节点电压增加，无法保证稳定状态，见图1。

图1 节点电压受到分布式电源的影响

通过图1能够发现，若是接入位置较为固定，则随着电源总力增加，电压支撑作用也随之增加，可以提高电压整体水平。

比如，G发电厂在接入220KV陇海变之后，其母线电压是228.02kv,并且1#主变负荷在达到28.28MW情况下，基于特定变比条件，11OKV的I母线电压是107.1502kv。其输出有功为6.7Mvar、有功为26.7MW，在其他电网参数不变条件下，11OKV的I母线电压是108.3512kv，有效提升了I母线电压。

2.2 电能质量受到的影响

将分布式电网接入电力系统之后，配电网潮流方向出现变化，负荷功率与电源出现变化之后，网络潮流出现变化，若是电源输出功率比用户需求大时，会改变潮流方向，而潮流方向与大小对网络节点电压会产生较大影响。同时，反馈电压控制装置和电源之间会互相影响，最终出现电压善变问题。供电部门应该对电压管理进行强化，借助对电能量管理系统进行检测，对AVC控制策略进行合理调整。在实际应用中，若是电源接入方式存在差异，则电压波动也会产生相应差异。例如，若是单相接地出现故障，因为故障相电压增加，能够避免出现电压跌落问题。但是非故障相的电压会高于额定电压最终出现故障。出现三相短路问题之后，分布式电源可以对跌落电压形成填补作用，有效提高电力系统工作运行性。若是分布式电源的能源类型存在差异，则也会影响电网电压。比如，在某220KV变电站中，1#变压器与2#变压器均出现重载，两者容量分别为150MVA与150MVA，在变电站接入110kv白马804线路之后，风电场在发电过程中发生力不定问题，接入电网之后使得电压不稳定。

2.3 谐波污染

因为风力与太阳能等发电形式主要以直流电为主，需要借助逆变器才可以与交流配电网结合，因为逆变器启停操作频繁，在开启或是关闭的瞬时能够形成谐波分量，若是逆变器触发脉冲与参数出现变化还会形成直流电，导致电压波形出现畸变现象。谐波污染会导致电压变形出现电容组共振以及电压变形超出要求范围等问题。相关研究显示，随着分布式电源和母线间距缩短，其谐波分量会减少，总处理决定了谐波畸变率，在节点负荷增加过程中，畸变量也会随之增加。所以，需要对其接入位置进行合理规划[4]。

2.4 继电保护器受到的影响

现阶段，我国中压配电网与低压配电网等主要采用单电源形式，建立辐射型配电网络。此种结构的潮流方向明确、运行简单，同时故障基本上为瞬时故障。然而在采用分布式电源之后，会导致原配电网结构更加复杂，建立多元网。在此种电源数量增加过程中或是容量较大，则原系统的保护效果会受到影响，无法短时间判断以及维修故障问题，对系统安全性产生严重影响。为了保证系统运行可靠性与安全性，S电力公司的继电保护人员应该注意以下几点：①北郊变应该增加10kv间隔，安装110kv故障录波器。②更换35kv北苑变与110kv黄桥变交直流屏等。

2.5 电力系统线路损耗受到的影响

新能源发电在经济效益较为突出，而由于新能源发电装机的容量较小，主要由于区域内用电，可以促使电源点不足造成的供电不足问题得到有效解决，同时用于区域内电力系统，能够有效降低线路损耗，促使新能源利用率得到有效提升。

表1 DG电源停用情况下全网线损情况

表2 接入DG后全网线损情况

比如，以S电网公司的L变电站，其主变为2台，容量是40MW，没有接入DG前，无法有效满足当地用电需求，例如，在2019年8月16日，因为夏季气温较高，用电高峰期L变站出现了主变过载与满载等问题，基于此种情况，主要借助轮休用电企业的方式缓解供电压力。

在变站接入20MW容量DG之后，促使其高峰期主变过载问题得到进一步缓解，选择煤矸石机组，在35Kv母线上接入。

因为DG对无功有功潮流产生一定影响，所以也会影响电网网损，通过线损理论计算软件，以B电厂、G电厂、J电厂、Q电厂接入DG与停运DG对于S地区电力系统和线损影响展开分析。

实测内容与范围为：S地区35kv、110kv与220kv变电站中主变三侧110kv与220kv进出线开关、总开关各个正点无功功率、电流、有功功率等。在实测当地0:00与次日0:00各测依次10kv、35kv、110kv、220kv开关与总开关的无功电度表与有功电度表，对日有功电量与无功电量进行计算。S地区周边35变站数量为1个，110kv变电站数量为6个，对其10kv出线开关每小时正点电流和无功电量与有功电量进行抄录[5]。

通过SCADA系统对主网无功功率、有功功率、电压与电流等实时数据进行采集。采用潮流计算软件开展计算工作，通过容量法进行10kv线损计算等。见下表。

表3 接入DG前后全网线损情况

通过上表能够发现，B电厂、G电厂、J电厂、Q电厂接入DG前线损率为97%，而接入DG之后线损率为96%，所以通过接入DG能够有效减少电力系统线损率，进而有效保证系统运行稳定性。