王凱

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司新泰市供電公司，山東 泰安 271200）

一、分布式電源的主要特點(diǎn)

投資少，易于建設(shè)。分布式電源單機(jī)容量和發(fā)電規(guī)模都比較小，因而，不需要建設(shè)大規(guī)模的變電站和配電設(shè)施，土建和安裝成本低，建設(shè)周期短，投資規(guī)模小。

環(huán)境友好，污染小。分布式發(fā)電廣泛采取各種可再生能源發(fā)電技術(shù)，發(fā)電過(guò)程很少由污染物排放，噪聲也不大；又由于分布式發(fā)電系統(tǒng)電源電壓等級(jí)較低，沒(méi)有遠(yuǎn)距離大容量高壓輸電線路，產(chǎn)生的電磁輻射也很小，又不會(huì)占用大量的土地和砍伐樹(shù)木，因而，與環(huán)境相處友好，可減輕供電的環(huán)境壓力。

運(yùn)行靈活、安全。分布式發(fā)電系統(tǒng)中的電源，單機(jī)容量小，機(jī)組數(shù)目多，彼此之間有一定的獨(dú)立性，同時(shí)發(fā)生故障的概率較小，不易發(fā)生大規(guī)模的停電事故，供電可靠性高?？蛻艟哂锌勺孕锌刂频姆植际焦┠芟到y(tǒng)，在其他客戶遭受事故時(shí)，避免停電的處境。多個(gè)小型的發(fā)電單元，便于分別操作和智能化控制，啟?？旖荨㈧`活。

降低系統(tǒng)損耗，提高能源利用效率。分布式電源通過(guò)能源的梯級(jí)利用，可以提高能源綜合利用效率。分布式電源電力大多就地消納，通過(guò)優(yōu)化電源布局，合理設(shè)計(jì)電源容量，可以減少配電網(wǎng)的功率輸送，降低輸送線路的損耗。

二、分布式電源接入后對(duì)電網(wǎng)的影響

（一）對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃的影響

由于規(guī)劃區(qū)內(nèi)客戶可根據(jù)自身實(shí)際需求安裝和使用分布式電源，這些分布式電源與電力負(fù)荷相抵消，從而對(duì)規(guī)劃區(qū)負(fù)荷增長(zhǎng)的模型產(chǎn)生影響，加大了規(guī)劃區(qū)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)難度。同時(shí)，分布式電源安裝點(diǎn)存在不確定性，輸出電能又有隨機(jī)性。因此，分布式電源的接入會(huì)影響系統(tǒng)的負(fù)荷增長(zhǎng)模式，使原有的配電系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)和規(guī)劃面臨著更大的不確定性。

配電網(wǎng)規(guī)劃是一個(gè)動(dòng)態(tài)、多目標(biāo)不確定性、非線性規(guī)劃問(wèn)題，其動(dòng)態(tài)屬性與其維度相關(guān)聯(lián)，配電網(wǎng)本身節(jié)點(diǎn)數(shù)非常多，系統(tǒng)增加大量分布式發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，使得在所有可能網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中尋找最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)布置方案更加困難。同時(shí)，對(duì)含多種類型分布式發(fā)電混合聯(lián)網(wǎng)供電系統(tǒng)，根據(jù)各類型能源分布特征建立模型，在配電網(wǎng)中確定合理的電源結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)有效利用各種類型電源成為待解決的問(wèn)題，這就更加大了規(guī)劃的難度。

（二）對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)網(wǎng)損計(jì)算總是與負(fù)荷有關(guān)。含分布式電源的配電網(wǎng)網(wǎng)損計(jì)算不僅和負(fù)荷有關(guān)，同時(shí)還與分布式電源的容量和具體位置以及網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。分布式電源接入配電網(wǎng)后，配電系統(tǒng)由原有的單電源輻射式網(wǎng)絡(luò)將變?yōu)橛脩艋ヂ?lián)和多電源的弱環(huán)網(wǎng)絡(luò)。配電網(wǎng)的潮流分布將發(fā)生根本性的變化，其不再是單方向地從變電站母線流向各個(gè)負(fù)荷，而是大小和方向都無(wú)法預(yù)測(cè)。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)將直接導(dǎo)致配電網(wǎng)的網(wǎng)損發(fā)生變化。

（三）對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

由瞬時(shí)電流速斷保護(hù)、定時(shí)限電流速斷保護(hù)與過(guò)電流保護(hù)組成的三段式電流保護(hù)具有保護(hù)原理簡(jiǎn)單、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，并且在一般情況下也能夠滿足快速可靠切除故障的要求，因而在10kV 配電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。分布式電源大量接入配電網(wǎng)后，系統(tǒng)的潮流重新分布，短路故障時(shí)，故障電流的大小和流向也會(huì)因分布式電源的接入位置和接入容量的不同產(chǎn)生很大的不同，從而對(duì)三段式電流保護(hù)動(dòng)作行為產(chǎn)生不同的影響。1.分布式電源引起保護(hù)拒動(dòng)作。分布式電源提供的故障電流降低了所在線路保護(hù)的檢測(cè)電流值，使相應(yīng)保護(hù)因達(dá)不到動(dòng)作值而不能啟動(dòng)。2.分布式電源引起保護(hù)誤動(dòng)。相鄰饋線的故障有可能會(huì)使原本沒(méi)有故障的饋線跳閘而失去電源。3.分布式電源可能改變配電網(wǎng)故障電流水平，故障電流水平的提高要求開(kāi)關(guān)設(shè)備的升級(jí)，從而增加投資，而故障電流水平的降低則可能給過(guò)流保護(hù)帶來(lái)問(wèn)題。

（四）對(duì)配電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響

分布式電源是建立在電力電子技術(shù)基礎(chǔ)上的，同時(shí)分布式電源在接入配電網(wǎng)后會(huì)引起配電網(wǎng)的各種擾動(dòng)，從而對(duì)電能質(zhì)量產(chǎn)生影響，主要有以下幾個(gè)方面：1.電壓波動(dòng)：（1）分布式電源與當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷協(xié)調(diào)運(yùn)行，分布式電源的輸出量隨負(fù)荷的變化相應(yīng)地變化將抑制系統(tǒng)電壓的波動(dòng)。（2）分布式發(fā)電功率隨機(jī)變化、分布式發(fā)電機(jī)的啟停均會(huì)影響，引起電壓波動(dòng)、電壓閃變以等電能質(zhì)量問(wèn)題。2.諧波問(wèn)題：（1）分布式電源的能量轉(zhuǎn)換具有間歇性和不穩(wěn)定性，（2）分布式電源中采用了整流-逆變技術(shù)和大量的電力電子設(shè)備，不同類型分布式發(fā)電機(jī)、不同的分布式發(fā)電聯(lián)網(wǎng)方式可能會(huì)造成不同程度的諧波畸變。

（五）對(duì)配電網(wǎng)可靠性的影響

如果分布式電源是作為配電系統(tǒng)的備用電源來(lái)使用，配電網(wǎng)發(fā)生故障以后，在保證電力系統(tǒng)安全的前提下，利用分布式電源為客戶供電，將會(huì)減少停電面積，可以提高系統(tǒng)的供電可靠性。但是，如果分布式電源是和系統(tǒng)電源并網(wǎng)運(yùn)行，分布式電源與配電網(wǎng)的繼電保護(hù)配合不好將使繼電保護(hù)誤動(dòng)作，則可能降低系統(tǒng)的可靠性。分布式發(fā)電系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)供電因故障事故或停電維修而跳脫時(shí)，各個(gè)用戶端的分布式電源未能及時(shí)檢測(cè)出停電狀態(tài)而將自身切離市電網(wǎng)絡(luò)，并形成由分布式電源和其相連負(fù)載組成的一個(gè)自給供電的孤島發(fā)電系統(tǒng)?？赡軙?huì)對(duì)系統(tǒng)、維修人員等造成危害，而且負(fù)荷可能出現(xiàn)的供需不平衡將嚴(yán)重?fù)p害電能質(zhì)量，從而降低配電網(wǎng)的供電可靠性。

三、分布式電源的安全調(diào)控管理

（一）“三步走”消除對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃的影響

宏觀掌控。分布式電源的規(guī)劃應(yīng)與地區(qū)總體電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃相協(xié)調(diào)，從源頭控制分布式電源“遍地開(kāi)花”的狀態(tài)。結(jié)合近期配電網(wǎng)規(guī)劃，提前計(jì)算出負(fù)荷接納能力，保證分布式電源接入后不會(huì)影響系統(tǒng)的負(fù)荷增長(zhǎng)模式。細(xì)節(jié)把握。本著就近分散接入，就地平衡消納的原則，將分布式電源對(duì)負(fù)荷影響融合到“負(fù)荷預(yù)測(cè)—電源規(guī)劃—網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃”的傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃步驟中去。模型建立。提前摸清變電站布點(diǎn)周圍適合于分布式電源建設(shè)選址的地點(diǎn)，提前建立分布式電源模型，在配電網(wǎng)中確定合理的電源結(jié)構(gòu)。從最優(yōu)電網(wǎng)模型的技術(shù)角度進(jìn)行分布式電源的最優(yōu)容量和位置規(guī)劃。

（二）“兩個(gè)合理”減少對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響

合理配置分布式電源。在不影響供電可靠性的基礎(chǔ)上，確定電網(wǎng)平衡節(jié)點(diǎn)位置，減少對(duì)配網(wǎng)網(wǎng)損影響。合理考慮分布式電源的接入實(shí)際容量及接入具體位置。通過(guò)配網(wǎng)有功網(wǎng)損的精準(zhǔn)表達(dá)式，計(jì)算出系統(tǒng)有功最小網(wǎng)損接入位置。

（三）“三個(gè)加裝”減少對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

加裝故障限流器，能夠減少電路上的故障電流，避免了短路故障下的高阻抗情況。加裝方向性元件，在線路接入分布式電源位置的上游兩側(cè)實(shí)施安裝，會(huì)更好的控制故障電路。加裝其他保護(hù)措施，如方向比較式的眾聯(lián)保護(hù)，進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性。

（四）“兩種控制”消除對(duì)配電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響

通過(guò)積分控制器“控制”。針對(duì)可控電壓源的分布式電源，利用具備復(fù)數(shù)增益的準(zhǔn)比例復(fù)數(shù)積分控制器，與相位補(bǔ)償準(zhǔn)比例諧振控制器相配合，構(gòu)成相位補(bǔ)償控制策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)任意次諧波序分量的獨(dú)立控制。通過(guò)雙調(diào)諧注入式混合有源濾波器的新型DFACTS 裝置“控制”。通過(guò)跨接配電變壓器的接入方式，使其既能對(duì)配電變壓器高、低壓側(cè)電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行治理，又能穩(wěn)定逆變器直流側(cè)電壓，還能保護(hù)配電變壓器免受諧波干擾。

（五）加裝“反孤島裝置”消除對(duì)配電網(wǎng)可靠性的影響

為了避免孤島效應(yīng)，并網(wǎng)中需要裝設(shè)反孤島裝置。原理：通過(guò)改變分布式電源出力與負(fù)載之間的功率平衡，擾動(dòng)其輸出的電壓與頻率，引起過(guò)欠壓或過(guò)欠頻保護(hù)動(dòng)作，破壞其孤島運(yùn)行。