分布式電源并網(wǎng)發(fā)電對配電網(wǎng)影響分析

蔣民鎖 張建華

摘 要：本文簡要介紹目前快速發(fā)展的分布式電源類型及類別，通過并網(wǎng)發(fā)電分布式電源接入容量變化，概述其接入對其并網(wǎng)點所在的配電網(wǎng)電壓、負(fù)載率、傳輸容量等方面的影響，以便促進(jìn)配電網(wǎng)安全運行管理。

關(guān)鍵詞：分布式電源；接入容量；配電線路

1 概述

隨著光伏組件價格的不斷降低以及國內(nèi)政策持續(xù)激勵，分布式光伏發(fā)電項目建設(shè)快速發(fā)展。作為城市、鄉(xiāng)村、工廠中最普遍的分布式電源的一種類型，其發(fā)電量主要在其所接配電網(wǎng)消納，不同發(fā)電容量的分布式電源通過接入點接入配電線路，并網(wǎng)發(fā)電過程中對配電網(wǎng)可產(chǎn)生一定的影響。

2 分布式電源定義

國內(nèi)外分布式電源界定標(biāo)準(zhǔn)不一致，多個國家標(biāo)準(zhǔn)具有以下四個基本特征。特征一：直接向用戶供電，潮流一般不穿越上一級變壓器。特征二：裝機(jī)規(guī)模小，一般為10兆瓦及以下。特征三：通常接入中低壓配電網(wǎng)，一般為35千伏及以下。特征四：發(fā)電類型主要為可再生能源發(fā)電、資源綜合利用發(fā)電、能效70%以上的天然氣多聯(lián)供。

我國分布式電源定義：指在用戶所在場地或附近建設(shè)安裝、運行方式以用戶側(cè)自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)，且在配電網(wǎng)系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的發(fā)電設(shè)施或有電力輸出的能量綜合梯級利用多聯(lián)供設(shè)施。包括小水電、太陽能、天然氣、生物質(zhì)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、資源綜合利用、煤層氣、能效70%以上的天然氣熱電冷聯(lián)供發(fā)電。

電力部門按照以下類型及類別受理分布式電源項目。類型為太陽能、天然氣、生物質(zhì)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、資源綜合利用發(fā)電（含煤礦瓦斯發(fā)電）等；類別為第一類：10千伏及以下電壓等級接入，且單個并網(wǎng)點總裝機(jī)容量不超過6兆瓦的分布式電源；第二類：35千伏電壓等級接入，年自發(fā)自用電量大于50%的分布式電源；或10千伏電壓等級接入且單個并網(wǎng)點總裝機(jī)容量超過6兆瓦，年自發(fā)自用電量大于50%的分布式電源。不屬于上述類型的分布式電源按照國家常規(guī)電源相關(guān)政策開展工作。

3 分布式電源接入電網(wǎng)方式選擇

專線接入10千伏配電網(wǎng)，發(fā)電容量一般為2000千瓦～6000千瓦；T接接入10千伏配電網(wǎng)，發(fā)電容量一般為400千瓦～3000千瓦；接入用戶內(nèi)部電網(wǎng)后專線接入10千伏配電網(wǎng)，發(fā)電容量一般應(yīng)小于用戶變壓器容量；接入用戶內(nèi)部電網(wǎng)后T接接入10千伏配電網(wǎng)，發(fā)電容量一般應(yīng)小于用戶變壓器容量；專線接入380伏配電網(wǎng)，發(fā)電容量一般為30千瓦～400千瓦；T接接入380伏配電網(wǎng)，發(fā)電容量一般為8千瓦～50千瓦；接入220伏配電網(wǎng)，發(fā)電容量一般小于8千瓦。最終并網(wǎng)電壓等級應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)條件，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選論證確定。若高低兩級電壓均具備接入條件，優(yōu)先采用低電壓等級接入。

4 分布式電源對配電網(wǎng)影響

分布式電源發(fā)電容量、接入位置不同時，對配電網(wǎng)的影響相同。

4.1 接入容量對配電線路電壓的影響

分布式電源的接入會普遍抬高電網(wǎng)電壓，且接入容量越大，配電網(wǎng)節(jié)點電壓升高越明顯，距離并網(wǎng)點越近，節(jié)點電壓升高越明顯。接入容量對其相鄰饋線的節(jié)點電壓影響較小。故分布式電源的接入可以改善配電線末端低電壓問題，但接入容量過大時，將會使配電饋線末端電壓偏高。

4.2 接入容量對配電線路負(fù)載率的影響

配電線路平均負(fù)載率隨著分布式電源出力的增大，呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢。距離接入點越近，線路負(fù)載率變化越明顯。并網(wǎng)點相鄰饋線受影響程度很小。故接入容量在適當(dāng)范圍時，可以有效改善配電線路平均負(fù)載率。

4.3 接入容量對配電線路傳輸容量的影響

傳輸容量隨著分布式電源容量的增加呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢。當(dāng)電源功率適當(dāng)范圍，發(fā)電量就地消納，線路傳輸有功、無功均減小。當(dāng)電源功率增大，發(fā)電量超過本地負(fù)荷需要，開始向電網(wǎng)反送功率。故接入容量在適當(dāng)范圍時，可以提高配電線路的傳輸容量。

4.4 分布式電源對配電網(wǎng)的其他影響

分布式電源并網(wǎng)點所在饋線短路時，分布式電源并網(wǎng)容量越大，其提供的短路電流越多；分布式電源的容量越大，并網(wǎng)時其并網(wǎng)點短時電壓波動度越大；并網(wǎng)點越接近饋線末端，并網(wǎng)時其對短時電壓波動度的影響越大；相同位置相同容量分布式電源并網(wǎng)時，風(fēng)電引起的并網(wǎng)點短時電壓波動度最大，光伏次之，冷熱電三聯(lián)供機(jī)組最??；并網(wǎng)點越接近饋線末端，對并網(wǎng)饋線節(jié)點電壓的支撐作用越明顯，并且三聯(lián)供機(jī)組對于各節(jié)點的電壓支撐作用比風(fēng)電和光伏更為明顯。

5 一般接入原則

①10千伏及以下接入分布式電源按接入電網(wǎng)形式分為逆變器和旋轉(zhuǎn)電機(jī)兩類，不同形式接入配電網(wǎng)技術(shù)要求不同。

②接有分布式電源的10千伏配電臺區(qū)，不得與其他臺區(qū)建立低壓聯(lián)絡(luò)（配電室、箱式變低壓母線間聯(lián)絡(luò)除外）。

③分布式電源接入系統(tǒng)方案應(yīng)明確用戶進(jìn)線開關(guān)、并網(wǎng)點位置，并對接入分布式電源的配電線路載流量、變壓器容量進(jìn)行校核。

④分布式電源繼電保護(hù)和安全自動裝置配置應(yīng)符合相關(guān)繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)程、運行規(guī)程和反事故措施的規(guī)定，裝置定值應(yīng)與電網(wǎng)繼電保護(hù)和安全自動裝置配合整定，防止發(fā)生繼電保護(hù)和安全自動裝置誤動、拒動，確保人身、設(shè)備和電網(wǎng)安全。

⑤配電自動化系統(tǒng)故障自動隔離功能應(yīng)適應(yīng)分布式電源接入，確保故障定位準(zhǔn)確，隔離策略正確。

⑥分布式電源接入后，其與公共電網(wǎng)連接（如用戶進(jìn)線開關(guān)）處的電壓偏差、電壓波動和閃變、諧波、三相電壓不平衡、間諧波等電能質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

6 結(jié)語

分布式電源接入對配電網(wǎng)帶來一系列影響，特別是分布式電源點多量大的特點，而且配電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運行與分布式電源的出力波動、投入和退出、電能質(zhì)量以及配電網(wǎng)短路時相互影響，所以很有必要深入研究分布式電源并網(wǎng)特性，研制低壓并網(wǎng)斷路器、低壓反孤島裝置、雙向保護(hù)裝置，從設(shè)備方面為接有多個分布式電源配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運行提供技術(shù)保障。

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