分布式電源對配電網(wǎng)的影響探究

柏 恩

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司， 江蘇 鹽城 224005）

引言

近年來，能源問題一直都是各個國家關(guān)注的焦點，因為傳統(tǒng)能源在人類的開采之下已經(jīng)呈現(xiàn)頹勢，所以各個國家都在努力探索新能源技術(shù)，新能源技術(shù)能夠有效解決能源危機和環(huán)境的問題。故而分布式電源就成為了電力系統(tǒng)的研究新方向。

電力行業(yè)的競爭是異常的激烈，在當(dāng)前階段，電力系統(tǒng)的主要構(gòu)成為集中式發(fā)電、遠距離供電以及大電網(wǎng)互聯(lián)。如果將分布式電源與傳統(tǒng)的供電方式進行結(jié)合，那么就可以節(jié)省一部分投資，減少能源消耗。

1 分布式電源概述

分布式電源其實就是指在現(xiàn)有的配電網(wǎng)之中經(jīng)濟安全地運行，在實際情況中根據(jù)一些特殊終端的需要，進行設(shè)計并且安裝在這些特殊終端附近的小型發(fā)電機或者小型發(fā)電機組。大部分的分布式電源容量都比較小并且獨立于電力系統(tǒng)。

一般來講，分布式電源的燃料都是天然氣以及光能、太陽能、潮汐能等，都是經(jīng)過官網(wǎng)或者電纜對于特殊地區(qū)的電力進行供給，而且有的分布式電源是可以用冷電熱方式進行供應(yīng)的。分布式電源這種模式的優(yōu)點可以使得經(jīng)濟收益增加，并且可以減少對于土地資源的利用，對于環(huán)境的污染也較小。

當(dāng)前的分布式電源有火力發(fā)電機、風(fēng)力發(fā)電機、燃料電池以及光伏發(fā)電幾種。研究分布式電源怎樣并網(wǎng)的問題是要研究它對于配電網(wǎng)影響的第一步，在上述提到的分布式電源之中，光伏發(fā)電、電化學(xué)裝置以及一些風(fēng)電都是用電子裝置進行并網(wǎng)的。

2 分布式電源接入對于配電網(wǎng)電壓的影響

配電網(wǎng)這種結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成單元是饋線，國家的饋線等級大多為十千伏，并且以樹狀在每條饋線上進行分布。

為了更好地研究分布式電源這一結(jié)構(gòu)對于配電網(wǎng)電壓的影響，可以制作三角形的模型對其進行研究，這就可以使得負荷分部模型產(chǎn)生的不均勻狀況帶來的誤差被有效消除，這就可以使得模擬的情況與實際情況更加接近。

在對于分布式電源進行了研究之后，研究人員發(fā)現(xiàn)了一個結(jié)論，當(dāng)有一定容量的DG被接入到配電網(wǎng)絡(luò)中時，饋電線之上的電壓分布會因此產(chǎn)生很大的變化，這種變化與多種因素有關(guān)，主要因素為DG的總?cè)萘颗c接入的位置。DG的調(diào)節(jié)作用于DG的類型以及其容量是有著很大的關(guān)系，實際進行調(diào)壓時還要結(jié)合實際遇到的情況，對其進行處理。

3 分布式電源接入對于電網(wǎng)可靠性產(chǎn)生的影響

在大部分情況下，分布式電源在配電網(wǎng)之中都是作為自發(fā)自用的電源使用的，主要是生產(chǎn)運行成本的作用。分布式電源是通過輸電網(wǎng)絡(luò)對外部進行電力輸送的，這種輸電方式可以有效地避免產(chǎn)生負荷與堵塞，但配電網(wǎng)的裕度仍然需要保證。分布式電源和系統(tǒng)的電源同時運行的時候，由于配電網(wǎng)會被分布式電源所影響，配電網(wǎng)的可靠性與穩(wěn)定性就會被其影響。當(dāng)分布式電源接入之后，由于它是與系統(tǒng)的電源并網(wǎng)運行的，引入逆變器就可以有效促進這兩者的配合。其實這種方式就是在系統(tǒng)的開關(guān)發(fā)生了跳閘的現(xiàn)象時，分布式電源就會自動與主配電網(wǎng)解列，停止供發(fā)電。這樣就不會因為小電網(wǎng)運行引起電壓以及頻率是無法控制的現(xiàn)象，避免對客戶的生產(chǎn)運行造成損害。

3.1 對于電能質(zhì)量的影響

在考察電能的質(zhì)量時，一般就是使電壓保持在一個允許的變化范圍之內(nèi)，當(dāng)其滿足這個要求時就可以看做電能質(zhì)量合格，當(dāng)接入了分布式電源之后，配電網(wǎng)的電壓分布會產(chǎn)生變化，而一般來講，分布式電源都是在用戶周邊的，這就會使得配電網(wǎng)投入與切除時電壓會產(chǎn)生波動，這種波動會使得電壓不穩(wěn)定，這就會影響到用戶的使用。分布式的電壓并網(wǎng)所產(chǎn)生的電壓波動主要是因為分布式電源的輸出功率有波動，這種波動還有可能會使得頻率也產(chǎn)生波動。

電壓的波動主要是跟分布式電源的輸出有功功率以及無功功率有關(guān)，而分布電源主要是通過有功功率的方式進行供電的，所以電網(wǎng)電壓的波動于閃變主要是由于分布式電源輸出有功功率產(chǎn)生了波動。

除此之外，配電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大多為輻射式的拓撲結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)的獨特性，電壓會隨電線走向逐漸降低。分布式電源接入就會使得配電網(wǎng)潮流的大小與潮流方向產(chǎn)生波動，這會使得配電網(wǎng)被影響，這種影響會使得配電網(wǎng)的雙向流動可能性增加。引起這種現(xiàn)象方式的原因是分布式電源產(chǎn)生的諧波，在接入配電源其實可以看做混入一個個諧波源，分布式電源并入配電網(wǎng)的過程中，由于一些電力設(shè)備在使用時也會產(chǎn)生諧波，所以分布式發(fā)電中產(chǎn)生的諧波其實主要是來源于電流器。

3.2 對于繼電保護的影響

如果大量接入分布式電源，配電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)就會被改變，單個的電源點輻射結(jié)構(gòu)就會變成多個電源點和用戶進行連接的結(jié)構(gòu)，這就會使得單相的電力潮流變成雙向的變電潮流，分布式電源接入就會使得配電網(wǎng)的繼電保護裝置工作壓力變大，工作壓力變大就會使得用電變得不安全。

分布式電源對于電路的另外一個影響就是分布式電源的接入會影響到短路時故障電流的等級，這是因為一些電子設(shè)備在防止過電流的過程中，由于分布式電源的存在，電網(wǎng)之中的電流不會被正確地檢測到，這就會很容易出現(xiàn)過壓的情況，出現(xiàn)這種情況會使得設(shè)備很容易損壞。分布式電源還會帶來另外一個問題，那就是在配電網(wǎng)產(chǎn)生了故障的時候，會有超量的短路電流產(chǎn)生，出現(xiàn)這種情況如果沒有用正確的處理方式就很容易會造成電弧的重燃，很容易引起火災(zāi)。

當(dāng)將配電網(wǎng)的瞬時電流速斷保護作為研究對象時，瞬時電流的速斷保護動作，電流可以按照輸電線路末端短路時流過的保護安裝處最大的短路電流進行確定。

3.3 分布式電源對于配電網(wǎng)產(chǎn)生影響的應(yīng)對措施

分布式電源對于配電網(wǎng)在電能質(zhì)量以及繼電保護和系統(tǒng)安全性可靠性方面會產(chǎn)生影響，對于這些影響可以采用以下幾點改進方案。

1）當(dāng)電能質(zhì)量產(chǎn)生故障時，應(yīng)該合理設(shè)計變電器的拓撲結(jié)構(gòu)，并且采用一些濾波裝置，采用這種方法就可以有效地緩解諧波對于配電網(wǎng)的影響；

2）當(dāng)出現(xiàn)了電壓越限或者頻率波動導(dǎo)致分布式電源脫網(wǎng)時，可以采用切斷分布式電源，保證電能質(zhì)量；

3）在對負荷進行供電時，合理設(shè)計方案以及布局可以將分布式電源接入配電網(wǎng)之中，盡可能降低其對于原有供電系統(tǒng)產(chǎn)生的沖擊。

4 結(jié)語

分布式電源可以使得能源利用率增加，但是也會對原有電網(wǎng)產(chǎn)生影響，當(dāng)前的分布式電源技術(shù)還不算成熟，還有很多的問題待解決，所以應(yīng)該制定相應(yīng)的策略，降低其對于繼電保護造成的影響，確保配電網(wǎng)供電的可靠性以及安全性，使得分布式電源可以為社會的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。

[1]胡紅彬.探究分布式電源對配電網(wǎng)繼電保護產(chǎn)生的影響[J].通訊世界，2013（15）：57-59.

[2]雷振，韋鋼，蔡陽，等.分布式電源大量接入對配電網(wǎng)可靠性評估的影響[J].能源技術(shù)經(jīng)濟，2011（6）：83-85.

[3]胡杰，袁麗.分布式電源接入對電網(wǎng)的影響分析[J].現(xiàn)代建筑電氣，2014（1）：69-71.