齊延杰

摘 要：分布式電源快速發(fā)展，對傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡造成很大影響。為了分布式電源的接入可以使電網(wǎng)更加可靠，因此需要明確地認識分布式電源對配電網(wǎng)產(chǎn)生的各種影響。文章主要介紹了分布式電源的概念，以及其對配電網(wǎng)運行、電壓、網(wǎng)損和繼電保護裝置的影響。

關鍵詞：分布式電源；配電網(wǎng)；電能質量；網(wǎng)損

引言

現(xiàn)今能源問題備受各個國家的關注，可持續(xù)發(fā)展深入人心，各個國家都在提倡積極發(fā)展新能源技術，以解決可能面臨的能源危機和環(huán)境問題。分布式電源也由于這個因素變成電力系統(tǒng)新的研究方向。電力行業(yè)的競爭越為激烈，集中式發(fā)電、遠距離輸電和大電網(wǎng)互聯(lián)是現(xiàn)在電力系統(tǒng)的主要構成方式。分布式電源與傳統(tǒng)供電方式相結合不僅可以減少投資，減少能耗，還能提升系統(tǒng)可靠性和安全性能，而且，分布式電源可以在電網(wǎng)崩潰或者發(fā)生較大故障時，繼續(xù)維持重要用戶的供電，如一級負荷。

1 分布式電源概述

分布式電源指的是可以在現(xiàn)有的配電網(wǎng)中經(jīng)濟安全地運行，根據(jù)特殊終端的需要，所設計并安裝在特殊終端附近的小型發(fā)電機（組）。大部分分布式電源的容量較小，獨立于電力系統(tǒng)。分布式電源的燃料較常見的為天然氣等生物質能和輕油等化石能源，輸送通道不經(jīng)過電網(wǎng)，通過管網(wǎng)或者電纜系統(tǒng)供給給特殊地域并且部分分布式電源可用冷電熱三種方式進行商供。分布式電源提高了供電可靠性，而且是一種于環(huán)境有利的利用方式，能夠節(jié)約資源，是一種重要的發(fā)電方式。和電網(wǎng)比較，分布式電源有其特有的優(yōu)點，不僅可以增加經(jīng)濟收益，減少土地利用，而且有利于環(huán)境保護，并且分布式電源可以用于備用或者獨立的供電方式。

現(xiàn)在大概有以下幾類分布式電源：火力發(fā)電機如微型燃氣輪機、風力發(fā)電機、光伏發(fā)電、部分電化學裝置如燃料電池。研究分布式電源如何并網(wǎng)是研究其對配電網(wǎng)影響的基礎。以上分布式電源當中，熱力發(fā)電機、光伏發(fā)電、電化學裝置及一些風機是利用電力電子裝置進行并網(wǎng)，而風力發(fā)電是直接并網(wǎng)。

2 分布式電源對配電網(wǎng)運行的影響

2.1 對電能質量的影響

對電能質量的影響具有兩重性。其中的優(yōu)勢在于：分布式電源可以迅速地供電。分布式電源使用分散式供電，能夠有效提升供電可靠性；如果相聯(lián)的負載比較大的時候，分布式電源可以在較短時間內通過自動控制裝置進行投切，進而提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

其中的缺點在于：分布式電源的投切都可能引起輸出功率的波動，其與配電網(wǎng)負荷運行不一致，也可能導致電壓閃變；數(shù)量較多的電力電子裝置隨著分布式電源的并網(wǎng)，會引進大量諧波，導致電網(wǎng)的電壓電流發(fā)生畸變。

2.2 對電網(wǎng)未來營運方式的影響

大量的分布式電源并網(wǎng)連接到系統(tǒng)之中，集中式發(fā)電相對減少，電網(wǎng)結構發(fā)生較大改變，電網(wǎng)的控制方式也需做出相應調整，這種變化需要電網(wǎng)在各個方面進行改變。可以想象以后將有很多的電能來源于低壓配電網(wǎng)，優(yōu)化電網(wǎng)結構和控制方式極為重要，比如電網(wǎng)結構能夠自適應電網(wǎng)電流的正向和反向流動。

數(shù)量較多的分布式電源接入到系統(tǒng)中，負荷側用戶能夠參與電能的運營，傳統(tǒng)的運營方式不再適用。所以不僅需要面對電力市場自由化的問題，還要面對可再生能源如光伏發(fā)電有國家相關政策的扶持導致配電網(wǎng)在保證供電可靠性上的壓力。最近部分專家學者提出微網(wǎng)等相關概念，可以結合光伏發(fā)電管理，將具有隨機有功出力的光伏電源、穩(wěn)定出力的電源以及儲能設備相結合，組合看成一個整體接入電網(wǎng)。

3 分布式電源對配電網(wǎng)電壓的影響

傳統(tǒng)集中式供發(fā)電的配電網(wǎng)通常呈放射狀，電網(wǎng)在穩(wěn)態(tài)下，電壓在饋線潮流方向逐漸減小。分布式電源并網(wǎng)到系統(tǒng)后，輸電線輸送功率降低，提高了各節(jié)點的電壓，造成部分節(jié)點電壓出現(xiàn)偏移或者超標，電壓偏移多少與分布式電源的接入位置和容量有關。一般情況，可以設置配電網(wǎng)當中的有載調壓變壓器等調壓裝置，控制節(jié)點電壓在規(guī)定范圍當中。設置合適的發(fā)電運行方式對于配網(wǎng)的電壓調整具有重要的影響。天氣較好，具有充足陽光時，光伏發(fā)電出力比較多，如果輸電線輕載，節(jié)點電壓將會被顯著抬高；如果光伏電源位于配網(wǎng)饋電末端，接入點電壓有可能超過上限，此時需要設置合適的運行方式，例如規(guī)定光伏電源參與調壓，提供無功出力；在晚上負荷較大的時候，光伏電源一般不發(fā)電，但是仍吸收線路中多余的無功，提升線路的電壓質量。

下面以光伏電源為例，分析了其對電壓所產(chǎn)生的影響，還有可能引起電壓波動和電壓閃變。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)之中，電壓質量的改變多是因為系統(tǒng)P、Q的變化造成的。因為光伏電源隨著太陽輻照度的變化而變化，可能引起局部配電網(wǎng)的電壓波動和電壓閃變，如果同時負荷也發(fā)生變化，會導致更大的電壓波動和電壓閃變，并且分布式電源很難和當?shù)刎摵珊茈y配合得很好很容易增大電壓波動?，F(xiàn)在實際并網(wǎng)的光伏都沒有造成明顯的波動和閃變，不過并網(wǎng)光伏電源所占比例增加的時候，需要合適的規(guī)劃光伏電源的位置和容量。

4 分布式電源對網(wǎng)損的影響

配電網(wǎng)絡的潮流方向，會跟隨負荷周邊分布式電源的并網(wǎng)而發(fā)生變化。根據(jù)負荷大小和分布式電源發(fā)電多少的關系，可能出現(xiàn)多種情況。

（1）電網(wǎng)中各節(jié)點的荷載超過對應節(jié)點的分布式電源輸出功率時，分布式電源可以減少配電網(wǎng)的消耗。（2）電網(wǎng)中至少有一個節(jié)點的分布式電源輸出功率超過該節(jié)點荷載，不過電網(wǎng)其他節(jié)點的輸出功率低于電網(wǎng)的總荷載，分布式電源的并網(wǎng)可能導致配網(wǎng)的部分線路損耗增加，但是可以降低整個電網(wǎng)的損耗。（3）系統(tǒng)中至少有一個節(jié)點的輸出功率超過相應節(jié)點的荷載，且整個電網(wǎng)的輸出功率超過電網(wǎng)中的總荷載。如果分布式電源的總輸出功率低于總荷載的兩倍，則電網(wǎng)的損耗可能比沒有分布式電源還要多。

5 分布式電源對配電網(wǎng)繼電保護的影響

傳統(tǒng)配網(wǎng)的潮流方向都是單向的，而且故障多為瞬時性故障，因此傳統(tǒng)的保護設計原則是“僅斷開故障支路，對瞬時故障進行重合閘”，一般會在變電站安裝反向過流保護，主饋線安裝自動重合閘。分布式電源并網(wǎng)接入配電網(wǎng)之后，形成多源系統(tǒng)，這樣就需要繼保裝置具有方向性，添加方向性元件，經(jīng)濟上又有較大的浪費。需要研究現(xiàn)有系統(tǒng)對分布式電源容量的容納量，不會影響到保護裝置的協(xié)調而且不會引起保護裝置的勿動。

如果在傳統(tǒng)輻射式配電網(wǎng)中增加分布式電源，配電網(wǎng)的繼電保護會受到一定的影響，其中主要有以下幾個方面：

（1）分布式電源接入配電網(wǎng)，會對繼電保護設計安裝產(chǎn)生重要影響，受影響的程度主要取決于分布式電源的類型、位置、容量的大小。（2）分布式電源容量的變大，導致線路的助增電流增加，繼電保護的范圍很可能增長到下一級線路，導致保護喪失選擇性。（3）分布式電源位于保護上端，對電流起到助增作用，增加保護范圍；分布式電源位于保護下端，對線路起到分流作用，減少保護范圍。（4）分布式電源接入以后，增加裝設方向元件來實現(xiàn)保護的正確動作。

6 結束語

分布式電源作為新興供電方式，發(fā)展速度會加快，對應配電網(wǎng)的設計、運行和控制都需要做出相應的改變和優(yōu)化，其中，光伏電源是分布式電源中發(fā)展最快的一種供電方式。所以，需要深入探析分布式電源對于配電網(wǎng)的影響，探究新的技術，使分布式電源的并網(wǎng)對配電網(wǎng)起到積極的作用。

參考文獻

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