劉翠勉

摘要：隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，分布式電源逐漸成為配電網(wǎng)中的重要力量。從目前來(lái)看，配電網(wǎng)領(lǐng)域接入分布式電源，使得電力系統(tǒng)變得更加高效靈活。本文敘述了分布式電源的概念以及分布式電源接入配電網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，介紹了分布式電源對(duì)電力系統(tǒng)、配電系統(tǒng)以及配電網(wǎng)運(yùn)行的管理等方面的影響，指出了當(dāng)前適當(dāng)?shù)墓芾磙k法。

關(guān)鍵詞：分布式電源；配電網(wǎng)；運(yùn)行管理

引言

根據(jù)容量規(guī)模和能源資源分布特點(diǎn)，太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、風(fēng)能等新能源一般采用分布式電源的方式接到輸配電網(wǎng)。近年來(lái)，分布式電源技術(shù)以所用原料廣泛、發(fā)電形式靈活、環(huán)境污染小的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展很快。分布式電源的接入改變了配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，從輻射性網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡到用戶負(fù)荷直接和分布的點(diǎn)狀電源相連的網(wǎng)絡(luò)，如果大規(guī)模接入，會(huì)對(duì)配電網(wǎng)產(chǎn)生非常大的影響。

1 分布式電源

分布式電源指的是環(huán)境兼容的且分布在配電網(wǎng)中功率為10kW～30MW的小型模塊式獨(dú)立電源。分布式電源具有利用再生能源、調(diào)峰、節(jié)省輸變電投資、提高供電可靠性、降低網(wǎng)損等優(yōu)點(diǎn)。一般看來(lái)，分布式電源的發(fā)電形式包括小型熱電聯(lián)產(chǎn)、小型風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電、風(fēng)力水力蓄電等，其中光電和小型風(fēng)電非常適合接入社區(qū)、樓宇，將來(lái)，這是智能電網(wǎng)的一個(gè)重要發(fā)展方向。

低壓配電網(wǎng)連接的結(jié)構(gòu)類型有樹(shù)枝式接線、環(huán)網(wǎng)式接線、單電源輻射式接線等，根據(jù)供電的可靠性，用戶選擇接線方式。在我國(guó)的低壓配電網(wǎng)建設(shè)中，單相輻射狀鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)是主要連接方式。

分布式電源接入配電網(wǎng)中運(yùn)行時(shí)的優(yōu)勢(shì)如下：電氣上的結(jié)構(gòu)連接不是非常緊密，系統(tǒng)中各電源點(diǎn)相互獨(dú)立，用電客戶根據(jù)需要可以自行調(diào)整，供電可靠性比較高，大規(guī)模停電事故發(fā)生的概率低。用戶可自行監(jiān)控自己區(qū)域的電能質(zhì)量和可靠性，適合向偏遠(yuǎn)山區(qū)、辦公樓、社區(qū)居民樓供電；在分布式電源輸配電的過(guò)程中，其損耗非常小，節(jié)約很大電量；此外，具有調(diào)峰作用，安裝維修成本低，分布式發(fā)電接入負(fù)荷中心，減小各終端變電站母線的等值負(fù)荷，以緩解在電力系統(tǒng)功率傳輸方面的要求。

2 分布式電源對(duì)電力系統(tǒng)的影響

2.1發(fā)電、輸電系統(tǒng)方面

分布式電源的接入，使得新建的遠(yuǎn)距離輸電線和集中式發(fā)電廠的需求減少。其次，分布式電源的接入也影響了繼電保護(hù)配置整定計(jì)算，如短路電流、潮流流向變化等均易造成繼電保護(hù)失配問(wèn)題。

2.2配電系統(tǒng)方面

分布式電源的應(yīng)用，將一個(gè)輻射式的網(wǎng)絡(luò)變成一個(gè)遍布用戶互聯(lián)和電源的網(wǎng)絡(luò)，使得配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行方式和規(guī)劃發(fā)生非常大的變化。對(duì)于正在興起的配電網(wǎng)智能化、自動(dòng)化來(lái)說(shuō)，分布式發(fā)電技術(shù)帶來(lái)的影響也需要考慮。

3 分布式電源接入對(duì)配電系統(tǒng)的影響

配電系統(tǒng)接入分布式電源后，就變成了不滿電源和負(fù)荷的系統(tǒng)，而以往的配電網(wǎng)中一般沒(méi)有電源，這就形成了較大差異。因此，分布式電源的接入將會(huì)給配電網(wǎng)造成非常大的影響，例如：靜態(tài)穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化、電壓質(zhì)量、短路電流、諧波、計(jì)量、調(diào)度、繼電保護(hù)整定問(wèn)題等一系列影響。

4 分布式電源對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行管理的影響

4.1對(duì)電壓質(zhì)量的影響

分布式電源的接入，會(huì)對(duì)配電網(wǎng)引起很大擾動(dòng)，從而影響到電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量，主要表現(xiàn)兩點(diǎn)：諧波污染，分布式電源很可能引起諧波，分布式電源的本身就是諧波電源，其原理基于電力電子技術(shù)接入；電壓閃爍，在以下情況下接入分布式電源，可引起電壓閃爍，如布式電源的輸出突然變化或發(fā)生較大變化，大型分布式電源系統(tǒng)突變啟動(dòng)、反饋環(huán)節(jié)和分布式的電壓控制設(shè)備相互影響。

4.2對(duì)電壓的影響

分布式電源的接入對(duì)穩(wěn)態(tài)電壓分布存在較大影響，以往的配電網(wǎng)呈輻射狀，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，沿饋線的潮流方向，電壓逐漸降低。分布式電源接入后，分布式電源輸出的無(wú)功功率以及饋線上的輸送能量減少，沿饋線的各負(fù)荷連接點(diǎn)處的電壓幅值增加。以往配電網(wǎng)中，無(wú)功功率、有功功率隨時(shí)間的變化，會(huì)造成系統(tǒng)電壓波動(dòng)，線路終端方向的波動(dòng)則會(huì)更大。如果負(fù)荷在配電網(wǎng)末端附近集中，波動(dòng)會(huì)更大，因此要杜絕這種情況發(fā)生。

4.3對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的影響

由于配電網(wǎng)上絕大部分故障為瞬時(shí)性故障，且以往輻射狀配電網(wǎng)的潮流方向的單向流動(dòng)性，所以，以往配電網(wǎng)的保護(hù)設(shè)計(jì)，通常是在主饋線上設(shè)置自動(dòng)重合閘裝置，變電站處設(shè)置過(guò)流保護(hù)裝置，支路上設(shè)置熔斷器，短路電流單向性決定于潮流單向流動(dòng)。分布式電源的接入，會(huì)導(dǎo)致短路電流流向發(fā)生變化，因此對(duì)繼電保護(hù)整定的要求也就更高。

4.4對(duì)電能損耗的影響

將分布式發(fā)電源接入到配電網(wǎng)中的負(fù)荷近旁，整個(gè)配電系統(tǒng)的潮流流都會(huì)發(fā)生變化，按分布式電源的出力大小和節(jié)點(diǎn)負(fù)荷的關(guān)系，分布式發(fā)電可能增大或減小能量的損耗，主要決定于分布式電源的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、負(fù)荷的相對(duì)大小、節(jié)點(diǎn)的位置等因素。

4.5對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的影響

分布式電源如果只是作為備用電源，則能為電網(wǎng)供電提供可靠性，但如果電力網(wǎng)絡(luò)與分布式電源并列運(yùn)行，就有可能導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性和供電可靠性受到影響，同時(shí)，也會(huì)影響到配電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估運(yùn)行指標(biāo)體系。

需要協(xié)調(diào)系統(tǒng)與控制方案和保護(hù)設(shè)備。分布式電源接入系統(tǒng)后，會(huì)出現(xiàn)短路電流變化，電壓因負(fù)荷與功率輸出不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生波動(dòng)，干擾到電壓的控制，影響到網(wǎng)絡(luò)損耗等，如果控制方案設(shè)置不符，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的供電安全性削弱。

需引入發(fā)電機(jī)組的可靠性指標(biāo)。以往配電系統(tǒng)中的元件主要包括主饋線、分支線、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)、配變等，故障率、維修率、平均修復(fù)時(shí)間、平均運(yùn)行時(shí)間等都是評(píng)價(jià)各元件可靠性的主要指標(biāo)有，配電系統(tǒng)中接入分布式電源，配電系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)會(huì)發(fā)生變化。

需引入評(píng)估分布式電源影響的指標(biāo)。系統(tǒng)停電頻率、平均供電可用率、停電持續(xù)時(shí)間等指標(biāo)是以往可靠性評(píng)估的主要系統(tǒng)指標(biāo)。

4.6改變故障電流

分布式電源的出現(xiàn)會(huì)使得配電網(wǎng)的故障電流水平提高，同時(shí)，分布式電源的類型、規(guī)模、模式、系統(tǒng)的連接方式等因素都會(huì)影響到分布式電源對(duì)故障電流。

5 當(dāng)前配電網(wǎng)運(yùn)行管理辦法

5.1抓好并網(wǎng)技術(shù)

電壓質(zhì)量保證合格，接入后的電壓偏移不能超過(guò)允許的范圍，動(dòng)熱穩(wěn)定電流需要滿足，要求配電設(shè)備的正常運(yùn)行電流不得超過(guò)額定值。短路容量不超過(guò)電纜、開(kāi)關(guān)等配電設(shè)備的允許值，電能質(zhì)量合格，所引起的電壓閃變、諧波、驟升、驟降不超過(guò)規(guī)定值。

5.2抓好配網(wǎng)建設(shè)

適應(yīng)配電自動(dòng)化，改變配電網(wǎng)的現(xiàn)狀，使用配電智能化，為分布式電源接入打好良好基礎(chǔ)。

5.3完善功能信息

并網(wǎng)的分布式電源必須能夠和電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，采集電源的電氣運(yùn)行情況，再上傳至電網(wǎng)調(diào)度的機(jī)構(gòu)，此外，還要有能力接受電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)控制調(diào)節(jié)指令，并網(wǎng)雙方的通信系統(tǒng)要滿足電網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)通信業(yè)務(wù)的要求，滿足調(diào)度電話、繼電保護(hù)等業(yè)務(wù)對(duì)電力通信的要求。

5.4定期測(cè)試并網(wǎng)參數(shù)

接入電網(wǎng)前，分布式電源要進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)，并網(wǎng)成功后，還應(yīng)定期進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)點(diǎn)為電源并網(wǎng)點(diǎn)，檢測(cè)單位或部門要有相應(yīng)資質(zhì)。

5.5確保電能計(jì)量準(zhǔn)確可靠

在分布式電源接入前，明確用網(wǎng)電量計(jì)量點(diǎn)和上網(wǎng)電量，應(yīng)協(xié)商確定計(jì)量點(diǎn)的設(shè)置位置，每個(gè)計(jì)量點(diǎn)都要有電能計(jì)量裝置，其配置技術(shù)要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。采用智能電能表，其技術(shù)性要滿足國(guó)家電網(wǎng)公司的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

6結(jié)束語(yǔ)

目前，我國(guó)對(duì)分布式電源的研究還處在起步階段，分布式電源技術(shù)漸漸滲入，將會(huì)更加突出對(duì)配電網(wǎng)的影響，特別是對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行、電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)的影響較為顯著。所以，我國(guó)需要大力開(kāi)展具有針對(duì)性的科研活動(dòng)，進(jìn)我國(guó)分布式電源技術(shù)快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蔣心澤，董曉文，包海龍. 分布式電源接入對(duì)配電網(wǎng)的影響[J]. 電力與能源，2015（01）：83～86.

[2] 裴小慧. 分布式電源對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行影響的研究[J]. 廣東科技，2014（11）：151.

[3] 于建成，遲福建，徐科. 分布式電源接入對(duì)電網(wǎng)的影響分析[J]. 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2013（01）：138～141.