淺析大規(guī)模分布式電源并網(wǎng)對電網(wǎng)調(diào)度的影響

摘 要：在配電網(wǎng)中，通過分布式電源的加入，有效減少了網(wǎng)損，在偏遠(yuǎn)地區(qū)中，節(jié)省了電網(wǎng)投資，這種放不是電源得到了高度重視，也是研究的熱點(diǎn)。本文介紹分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)的種類，分析了大規(guī)模分布式電源并網(wǎng)對電網(wǎng)調(diào)度的影響。

關(guān)鍵詞：大規(guī)模；分布式；電源并網(wǎng)；電網(wǎng)調(diào)度；影響

分布式發(fā)電具有很多優(yōu)勢，有助于建設(shè)友好型環(huán)境，而且，占地面積小，還具有低網(wǎng)損、投資少等諸多優(yōu)勢.在智能電網(wǎng)中，是重要的組成內(nèi)容。不過，在如今的風(fēng)電場中，以及光伏電站中，接入的容量日益增多，使電力系統(tǒng)承受的工作壓力明顯增加，因此，對其穩(wěn)定性、安全性提出更高的要求。另外，在大規(guī)模的分布式發(fā)電并網(wǎng)中，對電網(wǎng)調(diào)度工作也提出了新要求。

1 分布式電源的并網(wǎng)系統(tǒng)的種類

對于分布式電源，按照特性與需求，可以將分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)劃分為以下三種：

（1）分布式電源的輸出電流不屬于工頻，對于這樣的電源，往往設(shè)置了逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)，比如：燃料電池，以此進(jìn)行發(fā)電，利用交→直→交逆變器，轉(zhuǎn)化分布式電源的電流，將其轉(zhuǎn)化成為工頻交流。（2）并網(wǎng)系統(tǒng)能夠具有同步功能，在配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行中，分布式電源可以同步工作。如果分布式電源參與調(diào)峰，以及充當(dāng)啟動電源時(shí)，往往應(yīng)用這樣的并網(wǎng)系統(tǒng)。（3）并網(wǎng)系統(tǒng)能夠進(jìn)行遠(yuǎn)方控制功能，在未來的智能電網(wǎng)中，這是一個(gè)明確的發(fā)展方向，在電網(wǎng)調(diào)控中心，要根據(jù)負(fù)荷的變化，以及潮流控制，滿足實(shí)際需要，有效控制電源的啟停，并且，控制輸出功率，在整體上，優(yōu)化配電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量。

2 分布式電源對電網(wǎng)調(diào)度的影響

2.1 影響繼電保護(hù)

對于傳統(tǒng)的配電網(wǎng)，進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，主要是鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)，往往只設(shè)置一個(gè)電源，但是，接入分布式電源以后，就得到了多電源的電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。即使出現(xiàn)故障，形成故障電流，利用分布式電源的容量，可以電網(wǎng)的正常運(yùn)行。分布式電源在連接配電網(wǎng)之后，提高了配電網(wǎng)的安全性能。分布式發(fā)電系統(tǒng)連接配電網(wǎng)的時(shí)候，原來的配電網(wǎng)會受到相應(yīng)的影響。影響最大的就是故障電流，這會繼電保護(hù)裝置帶來不良影響。在傳統(tǒng)的配電網(wǎng)中，主要采用主饋線三段電流的保護(hù)模式，一旦饋線出現(xiàn)故障，在最短的時(shí)間內(nèi)，能夠恢復(fù)供電。對于分布式電源并網(wǎng)，可以將線路分為兩段，一是雙電源供電，二是用來單電源供電，這樣會減小線路保護(hù)，甚至?xí)l(fā)生拒動。不僅如此，通過分布式電源并網(wǎng)，容易帶來線路故障的保護(hù)，附近的線路也容易瞬時(shí)速度的保護(hù)，不僅保護(hù)誤動作，也將損失選擇性。

2.2 影響電壓的波動

分布式電源并網(wǎng)，經(jīng)常會給電壓造成波動影響，如果分布式電源得到了合理的設(shè)計(jì)，能夠與負(fù)荷的運(yùn)行處于正相關(guān)狀態(tài)，那么，分布式電源就能有效制約電壓波動。若分布式電源未能得到科學(xué)設(shè)計(jì)，接入了與電網(wǎng)不匹配的容量等，就會線路的潮流明顯增大，影響了電網(wǎng)電壓。

2.3 影響配電網(wǎng)的電壓分布

在配電網(wǎng)中，具有很多的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類型，一般情況下，放射狀鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用面最廣。當(dāng)分布式電源并網(wǎng)之后，電壓分布會受到相應(yīng)的影響，如果總出力不變，在電源、母線之間，電氣距離會越來越小，那么，電壓分布就會受到很大的影響。如果與分布式電源并聯(lián)的負(fù)荷很大時(shí)，要科學(xué)調(diào)整系統(tǒng)的電壓，并且，根據(jù)實(shí)際情況，提高局部節(jié)點(diǎn)電壓。如果并入位置不變，由于總出力的增加，電壓也會增加，進(jìn)而提高電壓水平。

3 大規(guī)模分布式電源并網(wǎng)對電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的影響

3.1 影響負(fù)荷計(jì)劃管理

分布式電源主要分為兩種，一是功率可控型；二是功率不可控型。對于不可控型，主要包括：風(fēng)力發(fā)電，以及光伏發(fā)電等。對于功率可控型，主要有：生物質(zhì)能發(fā)電，以及微型燃?xì)廨啓C(jī)等。對于不可控的分布式電源，其發(fā)電功率往往會受到天氣、環(huán)境，以及水文等因素的制約，在可預(yù)測性方面，并不樂觀，因此，電網(wǎng)負(fù)荷的預(yù)測工作存在很多困難。

3.2 影響電網(wǎng)備用容量

在電網(wǎng)中，接入分布式電源時(shí)，之所以會產(chǎn)生波動，主要是因?yàn)槭艿搅孙L(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電等影響，這樣的電源功率往往是隨機(jī)生產(chǎn)的。在最壞的情況時(shí)，應(yīng)該投入、切除分布式電源的整體功率。對分布式電源進(jìn)行接入時(shí)，在電網(wǎng)中，應(yīng)該設(shè)置有效的備用電源，也就是將火電機(jī)組作為備用，在分布式電源中，如果輸出功率出現(xiàn)波動，能夠平衡發(fā)電，滿足實(shí)際負(fù)荷需求，進(jìn)而提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.3 影響系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定

在電網(wǎng)中，通過接入大規(guī)模的分布式電源，系統(tǒng)的穩(wěn)定性無法得到保障。因?yàn)榉植际诫娫唇?jīng)常出現(xiàn)不發(fā)無功的現(xiàn)象，在配電網(wǎng)中，沒有相應(yīng)的無功功率，這就在整體上，減低了配電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性。對于分布式電源，其功率因數(shù)應(yīng)該保持在0.980.99之間，如果風(fēng)電場、水電裝機(jī)容量比較大，沒有充足的無功功率，此時(shí)，電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性就會受到影響，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)電壓的崩潰。在以往的配電網(wǎng)中，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，往往沒有重視分布式電源。由于分布式電源的并網(wǎng)，配電網(wǎng)的潮流分布，以及功率流向都會發(fā)生變化，再加上分布式電源功率的不斷增加，在電源的附近，一些局部的配電網(wǎng)電壓、潮流就會越限，嚴(yán)重降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在分布式電源中，因?yàn)楣β实脑黾?，輸出功率也會不穩(wěn)定，這就影響了電網(wǎng)的安全性，情況嚴(yán)重時(shí)，整個(gè)電力系統(tǒng)會處于失控狀態(tài)，使電網(wǎng)崩潰。

3.4 影響電力系統(tǒng)頻率

在電力系統(tǒng)中，頻率與有功具有密切的聯(lián)系，如果出現(xiàn)負(fù)荷變化時(shí)，在分布式電源中，調(diào)節(jié)功率就會減小，很難根據(jù)負(fù)荷的變化，進(jìn)行有效的調(diào)整，在這樣的情況下，系統(tǒng)的頻率就會發(fā)生明顯波動。在大型的風(fēng)電場中，如果遇到有風(fēng)天氣，有或者在光伏電站中，突然得到光照，也會影響系統(tǒng)的頻率，這就對系統(tǒng)的調(diào)頻作業(yè)提出更高的要求。

4 結(jié)語

分布式發(fā)電，在很大程度上，減少了排放量，對環(huán)境保護(hù)也具有積極作用，但是，分布式電源的種類較多，接入電網(wǎng)之后，裝機(jī)容量明顯增加，給電網(wǎng)系統(tǒng)造成了諸多影響，因此，在現(xiàn)有的電網(wǎng)調(diào)控中，應(yīng)該對管理模式進(jìn)行完善，不斷提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展。

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作者簡介：張熙（1982），江蘇宜興人，本科，工程師，從事電網(wǎng)調(diào)控工作。