淺析分布式電源的接入對配電網(wǎng)的影響

任健銘

【摘要】：在電力系統(tǒng)中，配電系統(tǒng)處于電力系統(tǒng)的末端，直接與用戶相連，聯(lián)系了電源或輸變電系統(tǒng)與用戶，負(fù)責(zé)將電力從變電站輸送到用戶，一旦配電系統(tǒng)發(fā)生故障就會(huì)造成大量的負(fù)荷丟失，使用戶或者企業(yè)失電。配電系統(tǒng)的可靠性直接關(guān)系到用戶供電的連續(xù)性。而能源的需求量越來越大，導(dǎo)致新型各種分布式電源接入配電網(wǎng)，新型能源的接入配網(wǎng)是未來電網(wǎng)的發(fā)展方向，同時(shí)，分布式電源的接入，使傳統(tǒng)配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、供電來源、潮流方向等都發(fā)生了巨大的變化，因此有必要分析和評估分布式電源接入后對配電系統(tǒng)的影響。

【關(guān)鍵詞】：配電網(wǎng)；分布式電源；影響

引言

近年來，國家大力扶持太陽能光伏發(fā)電，太陽能光伏發(fā)電近幾年內(nèi)得到飛速發(fā)展。不論是工業(yè)用電、商業(yè)用電或者是居民用電，大多數(shù)用戶都希望供電的靈活性和可靠性大幅度提高。分布式電源的接入，為配電網(wǎng)注入了新鮮血液，使得當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)供電電能雙向甚至多向流動(dòng)，供電可靠性得到一定的提高。與此同時(shí)，分布式電源點(diǎn)的大量接入也將使得配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜，進(jìn)而引發(fā)配電網(wǎng)規(guī)劃的新問題。

1、分布式電源接入的基本內(nèi)容

1.1分布式電源介紹

分布式電源接入（DistributedGeneration，DG）是綜合供電方式的一種擴(kuò)張，其供電形式由普遍的風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、水力發(fā)電和其他清潔燃料發(fā)電組成的，如圖1所示。

分布式電源比起以往的電源相比的優(yōu)點(diǎn)就是環(huán)保清潔，這對現(xiàn)今階段國際提倡的“低碳環(huán)保經(jīng)濟(jì)”理念有著巨大的推進(jìn)作用，響應(yīng)了我國節(jié)能減排的發(fā)展規(guī)劃?，F(xiàn)今階段分布式電源的實(shí)際運(yùn)用范圍在持續(xù)擴(kuò)大，支持并鼓勵(lì)發(fā)展這種分布式發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成為我國將來發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。雖然近年來分布式電源所占的市場比例在逐年增長，但在我國供電份額比例中還是比較低。

由于這種電源對發(fā)電環(huán)境過于依賴的特質(zhì)以及能量密度較低的特點(diǎn)，使分布式電源的生產(chǎn)及運(yùn)用產(chǎn)生一些無法確定的因素。隨著發(fā)布式電源并網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，大批分布式系統(tǒng)集成到現(xiàn)有的電力系統(tǒng)中，也給現(xiàn)有的系統(tǒng)運(yùn)行控制方面帶來新的問題。因?yàn)榉植际诫娫吹牟豢煽匦越o系統(tǒng)的集中運(yùn)行帶來了巨大的困難。

1.2分布式電源模式與傳統(tǒng)模式的比較

分布式電源模式與傳統(tǒng)模式是存在很大差別的，在安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性進(jìn)行對比。分布式電源模式相比傳統(tǒng)模式的安全性及穩(wěn)定性較低，傳統(tǒng)模式的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性比分布式能源模式高。

2、分布式電源的運(yùn)行方式

（1）分布式電源作系統(tǒng)電源的備用電源。若配電網(wǎng)失去系統(tǒng)電源，則分布式電源啟動(dòng)，由分布式電源向負(fù)荷供電。故障消除后，負(fù)荷切換到由系統(tǒng)電源供電。（2）系統(tǒng)電源作分布式電源的備用電源分布式電源單獨(dú)為負(fù)荷供電，由于分布式電源出力的隨機(jī)性和有限性，難以滿足對負(fù)荷的穩(wěn)定持續(xù)供電，需要加入系統(tǒng)電源，以平衡分布式電源出力和負(fù)荷功率需求。將系統(tǒng)電源作為備用電源，可以補(bǔ)充分布式電源的電能缺額，同時(shí)分布式電源可以將多余的電能送入系統(tǒng)，在系統(tǒng)電源的支持下可以有效提高供電質(zhì)量。（3）分布式電源與系統(tǒng)電源并列運(yùn)行此時(shí)配電網(wǎng)變成了多電源網(wǎng)絡(luò)，有些負(fù)荷點(diǎn)可以從多個(gè)電源獲取電能。這種運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)是，分布式電源和系統(tǒng)電源互為備用，可以顯著提高配電系統(tǒng)的可靠性。

3、分布式電源接入對配電系統(tǒng)的影響分析

3.1對配電網(wǎng)短路電流的影響

1）分布式電源接入配電網(wǎng)后，故障點(diǎn)短路電流增加。

2）分布式電源接入配電網(wǎng)后，系統(tǒng)側(cè)的短路電流降低，因分布式電源接入配電網(wǎng)，對接入點(diǎn)的電壓有助增抬升作用。

3）當(dāng)故障發(fā)生在分布式電源的上游時(shí)，同一饋線上分布式電源對其與故障點(diǎn)之間的母線注入了相應(yīng)的短路電流。

4）當(dāng)故障發(fā)生在分布式電源的下游時(shí)，同一饋線上位于分布式電源并網(wǎng)點(diǎn)上游的母線，其注入的短路電流有下降趨勢；位于分布式電源并網(wǎng)點(diǎn)下游的母線，其注入的短路電流有上升趨勢。

5）隨著分布式電源容量增大，分布式電源注入的短路電流也不斷增大。

6）在分布式電源出力相同的前提下，中間集中方式對故障點(diǎn)形成的短路電流最大，其次是沿線分布和末端集中方式，影響最小的是首端集中方式。

7）逆變器型的分布式電源注入的短路電流基本可控制在額定電流的1.2～1.5倍；同步（異步、普通雙饋）發(fā)電機(jī)的分布式電源提供的短路電流可達(dá)額定電流的5～8倍。

3.2對備自投裝置的影響

1）一定容量的分布式電源接入配電網(wǎng)絡(luò)，會(huì)給配電網(wǎng)的繼電保護(hù)帶來影響。其影響的大小與分布式電源的類型、容量、接入位置相關(guān)。

2）隨著分布式電源容量的增加，分布式電源對繼電保護(hù)的助增電流加大，保護(hù)范圍有可能伸到下一級線路，使保護(hù)失去選擇性。

3）分布式電源在繼電保護(hù)的上游時(shí)，有助增作用，使保護(hù)范圍增大；分布式電源在繼電保護(hù)下游時(shí)，有分流作用，保護(hù)范圍減小。

4）當(dāng)分布式電源接入配電網(wǎng)之后，發(fā)生故障時(shí)，引起短路電流大小和方改變，有必要加裝方向元件來保證繼電保護(hù)的正確動(dòng)作。

3.3對電網(wǎng)調(diào)度影響

因多個(gè)不同位置，不能負(fù)荷能源均通過整個(gè)電力系統(tǒng)大網(wǎng)接入，使各個(gè)小型電源無法受到完整的控制，也不可能使各個(gè)小型電源均接入通信裝置，進(jìn)一步使調(diào)度在進(jìn)行研究負(fù)荷調(diào)度與分配，增大了不少的難度，比如安全監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)無法接入主網(wǎng)，使得調(diào)度人員無法對分布式電源的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，使各分布式電源的運(yùn)行方式與負(fù)荷調(diào)度均不可控制，導(dǎo)致配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的難度以及主網(wǎng)的整體控制難度都明顯的增大，也會(huì)導(dǎo)致主網(wǎng)與配電網(wǎng)檢修作業(yè)的帶來更多的麻煩。

結(jié)語

分布式電源接入一方面使配電網(wǎng)的安全上存在風(fēng)險(xiǎn)性，另一方面又能有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。分布式發(fā)電作為一種新型的能源發(fā)電模式，合理運(yùn)用其優(yōu)勢是社會(huì)可發(fā)展戰(zhàn)略的必要選擇，研究并做好分布式電源的規(guī)劃與配電網(wǎng)的融合對現(xiàn)今社會(huì)有重要意義。

【參考文獻(xiàn)】：

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