分析分布式能源接入技術(shù)

陳建國

（南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇南京，210000）

1 分布式能源的優(yōu)勢

分布式能源作為一種建在用戶端的能源供應(yīng)系統(tǒng)，主要以資源供應(yīng)和環(huán)境效益最大化為基本出發(fā)點(diǎn)，它之所以能被電力行業(yè)廣泛應(yīng)用，很大程度上源于它自身的多方面優(yōu)勢。第一、環(huán)保性強(qiáng)。因?yàn)榉植际侥茉词墙柚鞣N可再生能源的力量來發(fā)電的，一般分布式能源離負(fù)荷端近，可就近消納減少輸配環(huán)節(jié)，減少高壓輸電線路鋪設(shè)，節(jié)省投資降低電磁污染。第二、可靠性強(qiáng)。分布式能源項(xiàng)目一般是由散布在居民區(qū)周圍的形成的微型發(fā)電配電自治系統(tǒng)。具有較強(qiáng)的系統(tǒng)獨(dú)立性，用戶能夠自行管控轄區(qū)內(nèi)的分布式能源發(fā)電項(xiàng)目，人為減少停電幾率，尤其是遇到一些電網(wǎng)事故或意外災(zāi)害時，還能實(shí)現(xiàn)自給供電。第三、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。分布式能源無需耗大量資金我，同時其位置經(jīng)常散布在城市周邊，距離負(fù)荷端較近，有效避免了長距離運(yùn)輸而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。第四、可操作性強(qiáng)。分布式能源系統(tǒng)具備較佳的調(diào)峰性，一旦發(fā)生異常狀況，就可以視情況靈活迅速地與電力系統(tǒng)切斷，使其獨(dú)立運(yùn)行

2 分布式能源接入對電力系統(tǒng)的影響

2.1 諧波影響

大多分布式能源都配有電力電子轉(zhuǎn)換器件，這些電力電子器件在能量轉(zhuǎn)換過程中會產(chǎn)生電力諧波。電力諧波可與配電設(shè)備產(chǎn)生諧振產(chǎn)生過壓或過流，損壞電氣設(shè)備或降低使用壽命，同時電力諧波降低供電品質(zhì)，影響公共電網(wǎng)的正常順利運(yùn)行。

2.2 對繼電保護(hù)的影響

大量分布式能源接入配電網(wǎng)，配電網(wǎng)將由之先前的輻射狀配電網(wǎng)變成有源配電網(wǎng)，導(dǎo)致配電網(wǎng)故障電量大小或方向發(fā)生變化，增加了系統(tǒng)運(yùn)行及整定計(jì)算的難度。其影響主要如下：第一、保護(hù)拒作。圖1(a)因系統(tǒng)貢獻(xiàn)故障電流減小，L1保護(hù)存在拒動可能。第二、保護(hù)誤動。圖1(b)因分布式電源存在,L1故障L2存在誤動可能。第三、備自投拒動。圖1(c)因L1存在電源母線無壓條件不滿足，備自投存在拒動風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 分布式能源接入對繼電保護(hù)的影響

2.3 對電壓的影響

分布式能源接入電力系統(tǒng)后雖然可以進(jìn)一步優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，但同時它也會對電壓產(chǎn)生影響，其影響如下：第一、對電壓波動的影響。當(dāng)負(fù)荷需求與分布式電源的電能輸出量同步變化時，將會有效抑制電壓波動的發(fā)生。第二，引起電壓閃變。因?yàn)榉植际侥茉吹膯?、運(yùn)行與停止會受到天氣狀況、用戶需求等多方面因素的影響而改變電流方向、電流大小，從而引起電壓閃變。第三，對電壓分布的影響。分布式能源接入電網(wǎng)后，還將影響電壓的分布狀況，特別是那些靠近線路末端位置的電壓，所受到的影響最為強(qiáng)烈，若在母線周邊，受到的影響相對較小一些。

2.4 對系統(tǒng)穩(wěn)定的影響

分布式能源接入電力系統(tǒng)后，對電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響有利也有弊。其積極影響主要表現(xiàn)在正常狀態(tài)下，分配式能源接入配電網(wǎng)，可以有效效提高配電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)功能，降低其電能損耗，還可以在電力系統(tǒng)供電中斷后，作為后備電源有效減少停電時間，科學(xué)控制停電區(qū)域。此外，它還能夠有效緩解電力系統(tǒng)運(yùn)行中的配電網(wǎng)容量不足，顯著增加配電網(wǎng)的輸電裕度，這都將進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性。而就其對電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性負(fù)面影響如下：第一，當(dāng)分布式能源與配電網(wǎng)系統(tǒng)的相關(guān)保護(hù)設(shè)備配合不當(dāng)會造成保護(hù)誤動作。第二，當(dāng)分布式能源的容量、安裝位置以及具體的連接方法不合適時，也將降低電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。第三，分布式能源接入電力系統(tǒng)后，其滲透率也將影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行 。

3 孤島運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)

當(dāng)配電網(wǎng)因故障或維修等原因停電時，分布式電源會向周圍負(fù)荷區(qū)繼續(xù)供應(yīng)電能，構(gòu)成一個自給供電的孤島現(xiàn)象。因分布式電源容量不足以及調(diào)節(jié)能力有限會產(chǎn)生如下風(fēng)險(xiǎn)：第一、孤島運(yùn)行狀態(tài)下，維護(hù)工作人員有可能因誤碰帶電導(dǎo)體而直接觸電傷亡。第二、孤島運(yùn)行狀態(tài)下，因供電質(zhì)量差損壞用電設(shè)備。第三、配電網(wǎng)裝置重合設(shè)備因不同步合閘，就會引起設(shè)備損壞或故障范圍擴(kuò)大。

4 分布式能源保護(hù)配置方案

針對分布式能源對配電系統(tǒng)的影響，可通過改進(jìn)保護(hù)配置方案，降低其對配電網(wǎng)的影響，其方案主要如下：第一、饋線速斷過流保護(hù)適當(dāng)增加延時，以躲過分布式電源在短路瞬間提供故障電流。第二、配電進(jìn)出線配置差動保護(hù)，滿足繼電保護(hù)四性要求。第三、過流保護(hù)加裝方向原件，防止反向故障誤動。第四、加裝防孤島裝置或微網(wǎng)控制系統(tǒng)，保障孤島運(yùn)行情況下人身及設(shè)備安全。

5 結(jié)語

分布式能源作為一種距離用戶端較近的能源供應(yīng)系統(tǒng)，它具有環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、可靈活操作、可靠性強(qiáng)等諸多優(yōu)勢，所以已經(jīng)被廣泛接入電力系統(tǒng)中，并對電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)、電壓、供電可靠性等多方面產(chǎn)生了重要的影響。