分布式發(fā)電接入及其對(duì)電網(wǎng)影響分析

劉玉滿

摘 要：分布式發(fā)電因具有環(huán)保、效率高的優(yōu)點(diǎn)而得到迅速發(fā)展，與電網(wǎng)的結(jié)合提供了可靠的電力供應(yīng)，為節(jié)能環(huán)保作出了重要的貢獻(xiàn)。不過(guò)因其電源的容量通常不高，將分布式發(fā)電接入到電網(wǎng)以后也會(huì)使電網(wǎng)產(chǎn)生一系列問(wèn)題。在對(duì)分布式發(fā)電的特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹的基礎(chǔ)上，主要分析了對(duì)電網(wǎng)可靠性、電能質(zhì)量、調(diào)度管理及電壓調(diào)節(jié)四個(gè)方面產(chǎn)生的影響，同時(shí)提出相應(yīng)的處理措施，為分布式發(fā)電的發(fā)展研究提供參考。

關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電接入 電網(wǎng) 處理措施

中圖分類號(hào)：TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）04（c）-0245-01

分布式發(fā)電具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，也是一種環(huán)保高效的發(fā)電方式，在世界范圍內(nèi)應(yīng)用非常廣泛。不過(guò)因其電源容量大小有限，分布式發(fā)電的接入方式在許多方面也因此受限，通常采用就近接入的途徑。分布式發(fā)電與電網(wǎng)結(jié)合以后，會(huì)造成電網(wǎng)中的電流大小、分布產(chǎn)生波動(dòng)，也可能使電流的流向產(chǎn)生變化，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行、調(diào)度管理及供電性能產(chǎn)生一定的影響。因此，有必要對(duì)分布式發(fā)電接入及其對(duì)電網(wǎng)的影響進(jìn)行深入分析和研究，以盡可能的減少對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的負(fù)面影響，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 分布式發(fā)電

分布式發(fā)電通常指為了方便用戶的不同需求而設(shè)置的分布在用戶周圍距離較近的模塊化發(fā)電設(shè)備。分布式發(fā)電能夠盡可能的利用分散的用戶所處地方的資源，其安裝規(guī)模不大，一般接入到中低電壓的電網(wǎng)中。分布式發(fā)電接入電網(wǎng)之后，在很大程度上提高了電力供應(yīng)的可靠性。大多數(shù)用戶對(duì)電力供應(yīng)可靠度的要求很高，同時(shí)分布式發(fā)電能夠作為增強(qiáng)電力供應(yīng)可靠性的備用設(shè)備，在發(fā)生斷電情況時(shí)最大限度的降低損失，也可在電網(wǎng)故障時(shí)持續(xù)提供電力，因此，可以將分布式發(fā)電和電網(wǎng)結(jié)合來(lái)提高電力供應(yīng)的可靠性。由于分布式發(fā)電主要利用清潔能源及可再能能源，有利于資源的持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)。

電網(wǎng)中電功率的實(shí)時(shí)分布、走向?qū)﹄娋W(wǎng)損耗具有直接的影響，而分布式電源能夠極大的影響系統(tǒng)中的潮流分布情況。分布式電源的容量大小是有限的，且分布非常廣泛，同時(shí)并網(wǎng)電壓的等級(jí)不高，大部分可以就地利用。鑒于分布式電源的上述特點(diǎn)，可以考慮從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和負(fù)荷需求兩方面進(jìn)行綜合分析。將分布式電源的容量大小及其布局進(jìn)行合理優(yōu)化的設(shè)計(jì)。這樣可以有效的降低配電網(wǎng)的輸送壓力，還可以在很大程度上減少輸送線路所產(chǎn)生的功率損耗。

分布式發(fā)電和電網(wǎng)的結(jié)合對(duì)傳統(tǒng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著的影響，由原來(lái)的輻射狀逐步轉(zhuǎn)換為多電源形式，電網(wǎng)的電壓分布也隨之改變。此外，電網(wǎng)系統(tǒng)中潮流的分布及走向也發(fā)生變化，上級(jí)電網(wǎng)可以利用下級(jí)電網(wǎng)提供電力。由于分布式發(fā)電存在一定波動(dòng)及故障率，加上并網(wǎng)技術(shù)及電力控制對(duì)元器件的要求更為嚴(yán)格，同時(shí)因各個(gè)元器件反復(fù)開關(guān)會(huì)導(dǎo)致諧波分量的出現(xiàn)，電網(wǎng)的保護(hù)系統(tǒng)可能會(huì)因此受到短路電流的影響，從而對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的控制及管理造成消極的影響。

2 對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響

在電網(wǎng)系統(tǒng)中的輸送線路出現(xiàn)故障的情況下，分布式電源能夠給斷電的用戶供應(yīng)電力，特別是較為特殊而重要的負(fù)荷，于是便減低了平均停電率。分布式發(fā)電采用并網(wǎng)方式時(shí)，分布式電源會(huì)對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生深遠(yuǎn)而重要的影響，因此，有必要對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析及估測(cè)。舉例來(lái)說(shuō)，分布式電源對(duì)電力供應(yīng)的可靠性帶來(lái)的影響與孤島運(yùn)行模式之間的關(guān)系非常緊密。在所接入的主電網(wǎng)發(fā)生解列的情況下，分布式電源的開關(guān)跳閘，但是仍然可以給部分負(fù)荷持續(xù)提供電力，這就是所謂的孤島運(yùn)行。在這種狀態(tài)下，檢修人員的安全性大大降低，因此，必須盡可能的防止此類情況的發(fā)生。同時(shí)，一旦外部環(huán)境發(fā)生變化，分布式電源非常容易受到影響，氣候變化帶來(lái)的影響較為廣泛，特別是對(duì)風(fēng)力發(fā)電及太陽(yáng)能發(fā)電。

3 對(duì)電網(wǎng)電壓控制的影響

將分布式發(fā)電與電網(wǎng)結(jié)合之后，有功及無(wú)功功率流入電網(wǎng)的程度會(huì)對(duì)之前的潮流分布產(chǎn)生影響，利用傳統(tǒng)控制方式加以抑制存在較大困難，由于電網(wǎng)系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的調(diào)壓性能下降會(huì)使其電流電壓水平超出標(biāo)準(zhǔn)。將分布式發(fā)電與電網(wǎng)相結(jié)合以后，應(yīng)當(dāng)利用改變電網(wǎng)中阻抗上的有功及無(wú)功潮流的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓調(diào)節(jié)的影響。

4 對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響

4.1 諧波變化

分布式電源接入電網(wǎng)是利用逆變器實(shí)現(xiàn)的。把分布式電源通過(guò)逆變器接入大規(guī)模電網(wǎng)后，大多數(shù)母線中的諧波改變，相應(yīng)的電壓水平有所提升，因此，為對(duì)諧波電壓進(jìn)行可靠控制，通常將特殊形式的濾波器安裝到高諧波水平的母線上。對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)的電網(wǎng)，可以采用多功能逆變器抑制諧波電壓，也就是將有源濾波器的功能融入到逆變器中。

4.2 電壓閃變

電壓閃變實(shí)際上是由于波動(dòng)的燈光明亮程度造成的人們的視覺感。傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓閃變的出現(xiàn)主要是負(fù)荷發(fā)生瞬時(shí)突變?cè)斐傻摹７植际诫娫吹膯?dòng)造成電網(wǎng)系統(tǒng)的輸送功率發(fā)生瞬時(shí)變化，用來(lái)對(duì)電壓進(jìn)行有效控制的反饋設(shè)備及分布單元間的作用任何時(shí)候都可能造成電壓閃變。

4.3 電壓波動(dòng)

分布式發(fā)電與電網(wǎng)結(jié)合后，會(huì)造成系統(tǒng)電壓的變化，使得電壓調(diào)節(jié)更加困難，電網(wǎng)饋線中的電壓會(huì)跟隨負(fù)荷潮流分布的改變而改變，此時(shí)非常容易出現(xiàn)電壓超標(biāo)的情況。同時(shí)頻繁的分布式發(fā)電啟停也將導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓幅值的大程度波動(dòng)。

5 對(duì)電網(wǎng)調(diào)度控制的影響

將分布式發(fā)電接入電網(wǎng)的供電方式使得傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)中潮流分布的單向性特點(diǎn)發(fā)生變化。由發(fā)電方式角度出發(fā)，傳統(tǒng)電網(wǎng)和分布式電源的并網(wǎng)方式多樣，并且由于引進(jìn)很多的電子元器件，原本電網(wǎng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化，從而使電壓潮流的走向發(fā)生變化，導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。又因?yàn)殡妷杭邦l率容易因外界因素的作用而不能實(shí)現(xiàn)同步，于是會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)產(chǎn)生消極影響。因?yàn)楝F(xiàn)有的分布式電源的容量大小受到限制，需要電網(wǎng)為負(fù)荷供電。要使并入系統(tǒng)后電網(wǎng)可以穩(wěn)定運(yùn)行，負(fù)荷要大于發(fā)電容量，兩者均為負(fù)荷供電。如果負(fù)荷小于發(fā)電容量，分布式發(fā)電則將剩余電量供給電網(wǎng)。進(jìn)行配電系統(tǒng)的調(diào)控工作時(shí)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為放射狀，進(jìn)行信息采集及電力調(diào)度相對(duì)簡(jiǎn)單，而分布式電源的接入會(huì)造成過(guò)程的復(fù)雜化，因此需對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)更新。

6 結(jié)語(yǔ)

在對(duì)分布式發(fā)電接入進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，主要探討了對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、電能質(zhì)量及調(diào)度控制等的影響，具有一定的參考價(jià)值。將分布式發(fā)電與電網(wǎng)相結(jié)合的供電方式能夠有效地降低系統(tǒng)的功率損耗，使供電量得到提高，同時(shí)增強(qiáng)了為用戶供電的可靠性。因此，要協(xié)調(diào)好分布式發(fā)電和電網(wǎng)間的關(guān)系，促進(jìn)電力供應(yīng)各項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1] 白茜.分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓調(diào)整作用的機(jī)理研究[D].河北：華北電力大學(xué)，2007.

[2] 宋文.含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃研究[D].山東大學(xué)，2014.

[3] 張巖波.分布式能源接入對(duì)配電網(wǎng)的影響[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012（21）.