分布式電源并網(wǎng)對(duì)于配電網(wǎng)的影響研究

韓紅剛

【摘 要】分布式電源指的是不直接接入集中供電系統(tǒng)的35kV及以下的電源裝置，主要包括發(fā)電機(jī)和蓄電裝置。由于分布式電源具有很多天然優(yōu)勢(shì)，其接入當(dāng)代電網(wǎng)可以說是必然發(fā)展趨勢(shì)。本文針對(duì)分布式電源的有關(guān)知識(shí)作了簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)分布式電源對(duì)現(xiàn)如今電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生的影響及其特點(diǎn)作了詳細(xì)分析。

【關(guān)鍵詞】分布式電源并網(wǎng)；微網(wǎng)；配電網(wǎng)；影響

一、引言

電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、送變電線路、供配電所和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。他可以把自然界的風(fēng)能、水能等能源轉(zhuǎn)化成電能，然后通過電網(wǎng)將電能傳輸?shù)叫枰秒姷挠脩簟５?，就目前現(xiàn)有絕大多數(shù)的供電系統(tǒng)而言，都是集中式單一供電系統(tǒng)，這種傳統(tǒng)單一化大電網(wǎng)供電已經(jīng)不能滿足現(xiàn)如今日益多樣化的供電需求。而分布式電源的出現(xiàn)，恰好解決了這一問題。

二、分布式電源的概念及其意義

（一）分布式電源的概念

分布式發(fā)電指的是由于一些特殊用戶的特殊用電需求而在一些特定的用電場(chǎng)所直接發(fā)電供電，來輔助配合現(xiàn)存大電網(wǎng)的正常運(yùn)行。這些分布式發(fā)電機(jī)主要類型有燃料電池、小型燃?xì)廨啓C(jī)、小型光伏發(fā)電、小型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電等。分布式發(fā)電是專門針對(duì)所需用戶的用電來設(shè)計(jì)發(fā)電的裝置，因此其供電質(zhì)量可以得到保證。同時(shí)伴隨著新能源的發(fā)展，這種新型的分布式配電系統(tǒng)正在逐漸發(fā)揮著更重要的作用。

（二）使用分布式電源的意義

1.使用清潔能源，節(jié)能環(huán)保。分布式電源可以利用自然界的很多種天然能源，例如風(fēng)能、水能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能等。因此，分布式電源在節(jié)約資源方面具有重要意義，同時(shí)由于分布式電源往往利用的是清潔能源，其對(duì)于減少環(huán)境污染也有很大的貢獻(xiàn)。

2.解決邊遠(yuǎn)地區(qū)供電難的問題。由于傳統(tǒng)大電網(wǎng)在輸電時(shí)需要架設(shè)輸電線路，而在一些偏遠(yuǎn)山區(qū)或農(nóng)村，鋪設(shè)遠(yuǎn)距離輸電線路受到地形等情況的限制難以實(shí)現(xiàn)。那么在這個(gè)時(shí)候，分布式電源可以利用生物質(zhì)能或風(fēng)力發(fā)電實(shí)現(xiàn)這些偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電。

3.負(fù)荷高峰期具有一定的調(diào)峰作用。現(xiàn)代城市用電量正在逐步增加，尤其是在午間夜間等用電高峰期，現(xiàn)有的大電網(wǎng)供電系統(tǒng)面臨著巨大的壓力，甚至有點(diǎn)不堪重負(fù)。分布式電源則可以為一部分用戶單獨(dú)提供用電，緩解了集體供電的壓力，降低電網(wǎng)用電峰值。

4.具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。分布式發(fā)電無需建立配電站，輸電損耗低，可降低或避免附加輸配電成本，同時(shí)裝機(jī)成本較低，所需準(zhǔn)備時(shí)間短，土建和安裝成本很低。分布式發(fā)電還可以彌補(bǔ)大電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的不足，在一些意外情況發(fā)生時(shí)可實(shí)現(xiàn)繼續(xù)供電，已經(jīng)成為集中供電方式不可缺少的重要補(bǔ)充。

三、微網(wǎng)的概念及其特點(diǎn)

（一）微網(wǎng)的概念

微網(wǎng)顧名思義是指微小的電網(wǎng)。它是由分布式電源、電能轉(zhuǎn)化器、負(fù)載保護(hù)和檢測(cè)裝置、輸出裝置組成的小型電力系統(tǒng)。這樣的一個(gè)系統(tǒng)，微小但功能完備。它即可以單獨(dú)完成發(fā)電、配電工作，也可以并入大電網(wǎng)運(yùn)行，適應(yīng)能力很強(qiáng)。

（二）微網(wǎng)方式運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)

分布式發(fā)電系統(tǒng)中各發(fā)電站相互獨(dú)立，用戶由于可以自行單獨(dú)控制，不會(huì)產(chǎn)生大規(guī)模停電事故，所以安全可靠性比較高。

（三）微網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行

微網(wǎng)如果要并網(wǎng)運(yùn)行，必須使各個(gè)獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)之間過度平緩，微網(wǎng)并網(wǎng)和獨(dú)立運(yùn)行時(shí)都必須保證供電質(zhì)量。

四、分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的影響

（一）對(duì)電能質(zhì)量的影響

1.電壓波動(dòng)與閃變。電壓波動(dòng)是指電壓幅值不超過0.9-1.1的隨機(jī)變動(dòng)或者有規(guī)律的波動(dòng)。也可以說閃變是比較嚴(yán)重的電壓波動(dòng)的體現(xiàn)；閃變是對(duì)燈光照度波動(dòng)的一種主觀感受，當(dāng)電壓幅值波動(dòng)達(dá)到0.5%，每秒變動(dòng)6.25次，將更加明顯，閃變是沒有規(guī)律的。

2.諧波污染和直流注入。由于分布式電源需要建立很多個(gè)微小的發(fā)電系統(tǒng)，其所需要大量電子器件，這就難免會(huì)產(chǎn)生大量電波污染。

3.對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電壓的影響。當(dāng)分布式電源接入大電網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行時(shí)，原本大電網(wǎng)中某些正常負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，可能會(huì)因分布式電源的接入造成電壓升高甚至超過其承受范圍。

（二）對(duì)繼電保護(hù)的影響

傳統(tǒng)集中供電的大電網(wǎng)采用輻射狀供電網(wǎng)，當(dāng)分布式電源接入其中運(yùn)行后，電網(wǎng)中電流的流向?qū)l(fā)生變化。

1.引起繼電保護(hù)誤動(dòng)作。由于集中供電式大電網(wǎng)中原本沒有其他電源，所以用于開關(guān)的繼電器不會(huì)因轉(zhuǎn)移電流而產(chǎn)生偏向。但是當(dāng)分布式電源接入電網(wǎng)中時(shí)，原本平靜的大電網(wǎng)會(huì)因其他電源的加入而引起這條電源線路上繼電器的錯(cuò)誤判斷，有可能會(huì)造成正常電路失去主電源的供電。

2.使重合閘不成功。大電網(wǎng)在實(shí)際供電過程中經(jīng)常會(huì)用到繼電保護(hù)裝置重合閘，當(dāng)電網(wǎng)中有這個(gè)裝置且接入分布式電源時(shí)，如果電網(wǎng)發(fā)生故障，那么必須先將分布式電源移除，然后再移除重合閘。否則將會(huì)使機(jī)電保護(hù)裝置重合閘功能失效。

（三）對(duì)配電網(wǎng)可靠性的影響

分布式電源接入電網(wǎng)后對(duì)電網(wǎng)既有有利的影響又有不利的影響。一方面，由于分布式電源并非真正意義上的獨(dú)立于大電網(wǎng)之外。因此，如果遇到意外情況造成大電網(wǎng)停電，部分分布式電源的正常供電也會(huì)受到影響。同時(shí)，分布式電源引起的電波輻射和繼電器誤判都會(huì)對(duì)大電網(wǎng)的可靠性造成不利影響。另一方面，分布式電源其本身的相對(duì)獨(dú)立性，又是傳統(tǒng)電網(wǎng)的重要補(bǔ)充。在一些特殊情況下，可以不依靠電網(wǎng)單獨(dú)給用戶供電。這無疑會(huì)彌補(bǔ)傳統(tǒng)配電網(wǎng)的可靠性的不足。

（四）對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃的影響

配電網(wǎng)規(guī)劃是使供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的一項(xiàng)非常重要的工作。配電規(guī)劃是指在滿足用戶用電和安全供電的情況下，通過對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析得出最優(yōu)供電配置。由于分布式電源種類多數(shù)量多的特點(diǎn)，其接入大電網(wǎng)后會(huì)對(duì)集中大電網(wǎng)的供電造成影響，這就不利于供電規(guī)劃。

（五）對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控和電網(wǎng)調(diào)度的影響

傳統(tǒng)電網(wǎng)集中供電在實(shí)時(shí)監(jiān)控和電網(wǎng)調(diào)度方面是具有天然優(yōu)勢(shì)的，集中管理集中調(diào)度分配有利于電網(wǎng)的合理運(yùn)行。當(dāng)分布式電源接入后，各個(gè)單獨(dú)電源存在于大電網(wǎng)中，會(huì)使集中調(diào)度和實(shí)時(shí)監(jiān)控工作變得復(fù)雜，造成電網(wǎng)整體調(diào)度工作變得混亂。

（六）孤島運(yùn)行問題

目前常見的分布式電源的保護(hù)繼電器都有這樣一個(gè)特點(diǎn)，其在運(yùn)行過程中不能與外部系統(tǒng)進(jìn)行信息交流，這就是分布式電源的孤島運(yùn)行問題。在電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行過程中，分布式電源有可能會(huì)不能及時(shí)檢測(cè)到電網(wǎng)中斷路器的斷路情況，如果斷路器斷開而分布式電源未能得到此信號(hào)而繼續(xù)供電，就極有可能造成供電事故。因此，分布式電源的孤島運(yùn)行管理變得至關(guān)重要。

五、結(jié)語

分布式電源供電是隨著新能源的開發(fā)和可再生能源的利用技術(shù)而逐漸發(fā)展的一種新型供電方式。本文對(duì)分布式電源技術(shù)、分布式電源并網(wǎng)后對(duì)供電網(wǎng)的影響以及分布式電源的發(fā)展方向問題做了簡(jiǎn)要分析。目前的分布式電源供電方式發(fā)展還不成熟，這種供電方式既有優(yōu)勢(shì)也有不足之處。因此，我們?nèi)孕鑼?duì)分布式電源供電系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)研究，將其對(duì)大電網(wǎng)的不利影響降到最低、解決孤島運(yùn)行問題，讓分布式電源充分發(fā)揮其積極作用。

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