分布式能源接入電網影響研究

葛海鮮

摘要：隨著我國電力行業(yè)的不斷發(fā)展，分布式能源接入的范圍越來越廣。局部地區(qū)的分布式發(fā)電分布相對集中，分布式發(fā)電機占電力基礎設施的比重越來越大，給電力系統(tǒng)造成了嚴重負荷。分布式能源接入的架構特點影響了電網的整體規(guī)劃和建設，技術和管理的問題矛盾逐漸突出。因此，分布式發(fā)電技術給電網運行帶來的影響需要得到重視，電力行業(yè)工作人員要及時做好相關的協(xié)調工作。

關鍵詞：分布式發(fā)電;電網;新能源;電力行業(yè)

1分布式發(fā)電技術與智能電網技術的內涵分析

分布式發(fā)電技術是在90年中期出現(xiàn)的一種電力設備布置技術。分布式發(fā)電是指在配電網中進行直接設置或者重要分布在負荷周圍的發(fā)電設備進而保證有序高效發(fā)電電能供應系統(tǒng)。分布式發(fā)電技術使用的是分布式發(fā)電電源，主要包含太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、燃料電池發(fā)電或者微型燃氣輪機發(fā)嗲等。分布發(fā)電技術以其可靠性高、經濟性高、環(huán)保性高以及靈活性佳等優(yōu)勢，在電力系統(tǒng)配置和應用非常廣泛。它可以直接在住戶附近進行設置，從而更好地實現(xiàn)電力輸送。智能電網是指在電網中通過配置高級傳感設備，進而構建信息關聯(lián)自動化系統(tǒng)，從而可以實現(xiàn)對用電戶和各個環(huán)節(jié)有效監(jiān)控和通信管理的技術體系。智能電網技術的應用可以建立電子終端設備在電廠與傳感器之間、電網企業(yè)和用戶之間相互的關聯(lián)，進而隨時掌握用電供電情況，便于進行動態(tài)調整。智能電網技術本身可以實現(xiàn)自我管理，通過進行動態(tài)不間斷檢測、評估、處置和分析，從而更好地做出判斷，保護電力設備。同時還可以實現(xiàn)無縫隙銜接，進而進一步推動電力能源市場化運行。此外還具有良好的兼容性，運行高效等特征，安全系數(shù)也非常高，所以備受青睞。智能電網體系中主要是通過高等級測量體系、高等級配電運行、高等級輸電運行、高等級資產管理四大技術得以支撐。

2分布式能源接入對電網的影響

2.1對網損的影響

分布式能源接入由于具有靈活性特點，根據(jù)不同位置、網絡拓撲結構、容量以及負荷率，會對電網系統(tǒng)損耗產生不同影響。通過定量分析統(tǒng)計結果顯示，在接入位置固定的情況下，能源接入容量增大，電網損耗先減小后增大，所以分布式能源接入的最大容量不能超過電網的最大負荷承載量。選擇合理的接入位置和容量，才能使電網系統(tǒng)損耗程度降到最低。

2.2對繼電保護系統(tǒng)的影響

隨著各種類型的分布式能源接入，電網系統(tǒng)逐漸形成了一個巨大的輻射式供電網絡系統(tǒng)，具有電源分布廣泛、用戶眾多的特點，使得傳統(tǒng)的單向性繼電保護系統(tǒng)受到了一定影響，其中距離保護、過電流保護以及故障電流等方面的保護機理和定值更是產生了巨大變化。一旦電網發(fā)生故障，需要迅速分析故障根源是否與分布式能源接入有關，并配合進行電源切斷工作。由于分布式能源接入受地區(qū)經濟和資源的影響，發(fā)展水平高低不一，分布式能源接入對電網繼電保護系統(tǒng)的運行造成了很大威脅，可能導致繼電保護系統(tǒng)失效或者錯誤操作，降低了電網故障處理水平。

2.3對電能質量的影響

分布式能源接入對電網電能質量的影響是多方面的，包括電壓波動、不平衡、頻率偏差、電壓閃變以及產生諧波等。分布式能源接入會對電壓的波動產生抑制或者加重作用，這取決于分布式電源的容量和電網負荷承載量的協(xié)調運行狀況。如果分布式能源不合理、違規(guī)接入電網，會造成電路系統(tǒng)產生劇烈的負荷潮流波動，對電能質量造成巨大影響。分布式能源接入由于可以根據(jù)用戶的不同需求隨時啟動或停運并調整能源輸出量，接入的時間、輸出量的不確定性會直接或間接導致電壓閃變。分布式電源接入大多使用電子逆變器進行控制和調節(jié)工作，頻繁開關和使用會產生大量諧波分量，多余的諧波會造成污染。諧波污染會加大電力設備的損耗，縮短其壽命，甚至直接對運行造成影響。

3分布式能源接入的優(yōu)化策略

3.1加強標準化體系建設

在分布式發(fā)電技術和智能電網技術進行融合的過程中需要技術人員對兩種技術的具體性能、分布狀況以及負荷變化等情況進行深入分析和研究，然后結合電力系統(tǒng)整體功能運行要求以及相關的技術參數(shù)等，將分布式發(fā)電技術并入到智能電網體系中，并明確具體的接入位置、接入容量等，根據(jù)試運行情況來進行動態(tài)調整，可以根據(jù)IEEEP1574內容等進行具體的選擇和配置，總結以往的運行情況，從而更好地加強標準化體系建設，保證后續(xù)的穩(wěn)定有效運行。

3.2對于分布式電源接入造成的過電壓控制措施

在線路載荷特定的情況下，為保持各處電壓控制在合理范圍內，要以電壓控制理論為基礎，根據(jù)饋線潮流的方向調整變壓器分接頭。為使分布式發(fā)電的接入對電網系統(tǒng)始終處于相對有利狀況，做出相應調整的依據(jù)應為饋線負荷情況，將分布式電源與電網之間的交換容量控制相對較低狀態(tài)。不管通過何種途徑優(yōu)化電壓值，均要保持變電站母線電壓高于額定值，這可有效控制饋線局部出現(xiàn)過電壓狀況。

3.3接入位置不同造成電壓影響的控制措施

3.3.1需要對分布式電源接入變電站造成的低

電壓問題進行有效控制通過調整低壓側母線電壓，使其保持相對恒定。在該過程中，要提高控制措施的精準性，避免控制措施應用不當而對電網系統(tǒng)造成難以逆轉的損傷。

3.3.2需要對分布式電源接入末端造成的過電壓問題進行有效控制

要依據(jù)電壓分布曲線特征，將饋線首段及末端電壓控制在合理范圍內，并適度調控接入容量，防止上層線路電壓穩(wěn)定性遭受影響。為確保接入母線負荷饋線末端電壓合理穩(wěn)定，可適度提高母線電壓，為接入的有序進行提供足夠變量空間。為提高電壓質量分析效果，要統(tǒng)籌線路諸多影響參數(shù)，合理預設分布式電源的限定范圍，避免因線路過長而導致的末端電壓升高。

3.4電壓波動、閃變和暫降問題的控制舉措

電壓的波動、閃變與暫降等問題，是分布式電源接入電網過程中頻繁出現(xiàn)的問題。對此，可選用合適的無功補償設備，通過無功補償技術的有效應用，提高輸出能力，優(yōu)化接入響應速度。

3.5分布式電源接入產生諧波的治理

對于分布式電源接入造成的諧波問題，可通過如下方法予以控制。首先，對分布式電源進行優(yōu)化升級，從技術方面降低諧波產生幾率，或將諧波產生的幅度控制在科學合理范圍內。這種技術方法是當前有效治理分布式電源諧波問題的最主要途徑之一。其次，通過設定濾波器將產生的諧波予以消除。要充分確保濾波器的主要性能，使其充分立足既有電路，實現(xiàn)對諧波的阻斷與吸收，降低諧波的流動范圍，對負荷側構建起有效保護屏障。

3.6電網針對直流偏磁情況的抑制措施

（1）控制直流電流數(shù)值;（2）對直流電流進行有效隔離。提高在中性點注入反向直流電流或降低變壓器工況條件等方法，均可達到控制直流偏磁問題。但這些方法適用性較弱，僅對于配備數(shù)量相對較少變壓器的線路適用，且前期經濟投入相對較大，經濟性明顯不足。對于電網規(guī)模不足的情況下，則需采取專門措施對直流偏磁進行專項控制。隨著電網規(guī)模的逐漸提高，直流分量的覆蓋面將有效擴大，對相對單一變壓器的影響便會被在無形之中消耗，因此可予以忽視。

4結語

分布式能源接入方式的產生是電力發(fā)展過程中現(xiàn)實情況的要求，也是電網運行中的重要內容。我國分布式能源接入發(fā)展仍然處于起步階段，在獲得便利的同時，要兼顧帶來的缺點和對電網整體的影響。電力行業(yè)需重視并積極開展研究，以保證電網的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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