分布式發電對配網可靠性的影響分析芻議

鄒兵勇

摘要：分布式發電技術是一種比較常見的現代化發電應用技術，在實際應用相對比較普遍。分析分布式發電對于配電網運行可靠性的影響，有利于提高存在分布式發電的配電網電力系統運行可靠性，保證電力系統中電能的質量，對于推動電力事業的發展有著積極的作用和意義。文章主要結合分布式發電技術的特征以及配網可靠性評價方法，從分布式發電技術對于配電系統的影響、以及對于分布式發電的配網可靠性評估等方面進行分析論述，以有針對性地提高配電網系統運行的可靠性。

關鍵詞：分布式發電；配電網；運行

隨著社會經濟以及電力事業的不斷發展，電能資源對于社會發展以及人民生活的影響也越來越突出，同時，電力用戶對于電能質量的要求也越來越高。提高配網電能質量，為用戶提供可靠、經濟的電力供應，成為當前電力事業發展的關鍵。電網運行的可靠性對于電力用戶有著非常直接的影響。因此，進行電力系統運行可靠性影響的評估與分析，提高電力系統運行的可靠性，保證電能質量，具有十分重要的意義。分布式發電技術是隨著新能源及其開發技術的不斷發展提升，逐漸推廣的一種現代化發電技術形式，具有廣泛的應用價值和光明的前景。因此，進行基于分布式發電的配電網可靠性分析，不僅有利于提高分布式發電配電網運行可靠性，對于推動智能電網的發展也有著積極的作用。

1 分布式發電技術的分析與概述

與傳統的集中式發電技術相比，分布式發電技術是一種可以直接向發電附近的負荷進行電力供應，或者是根據電力系統中電網對于電能的需求進行發電供應的方法手段，它與傳統的集中式發電技術之間最大的區別就是，分布式發電技術不僅發電規模比較小，并且與電力用戶的距離比較近。分布式發電技術也被定義為一種位于電力用戶附近的、各種小型化并且模塊化的電能生產以及儲能技術。分布式發電技術在實際電力供給應用中，多是通過并網設備與電網進行連接供應實現的。

分布式發電技術在實際應用中實現興起的主要原因，一方面是因為節能環保理念的提出，另一方面是由于分布式發電技術對于裝機容量的滿足與實現，它主要是利用可再生資源進行電能的轉化與開發利用實現。在實際發電應用中，分布式發電技術主要有基于化石燃料的分布式發電技術，以及基于可再生能源的分布式發電技術、混合分布式發電技術等技術類型。其中，基于化石燃料的分布式發電技術，主要包含有往復式發動機發電技術以及微型燃氣輪機發電技術、燃料電池發電技術等；而基于可再生能源的分布式發電技術，主要是指利用風能、太陽能以及生物能、地熱等各種可再生能源、資源進行電能轉換與開發利用的一種發電技術。

2 分布式發電對配網系統的影響

2.1 分布式電源對網損的影響

將分布式發電系統接入配電網中的負荷近旁，會導致整個配電系統的功率變化。變化主要根據節點負荷大小分為三種情況：第一，系統各節點負荷均大于該節點的DG輸出量，DG會降低配電網的損耗；第二，系統中存在至少一個節點負荷量大于該節點的DG輸出量，系統整體的DG輸出量小于系統負荷。這時，DG會導致配網線路損耗增加。第三，系統存在一個節點的DG輸出量大于該節點負荷量，并且系統總負荷小于整個系統的DG輸出量，這時，DG輸出量小于負荷的兩倍，與上述情況相似。也就是說分布式發電有可能造成系統損耗的增加或降低，主要根據分布式發電的負荷量大小、位置及網絡拓撲關系等因素決定。

2.2 分布式電源對電能質量的影響

首先，對穩態電壓分布的影響。在電壓升高的時候，DG沒有接入時，電流從變壓器流向用戶，此時在配電變壓器與其下游饋線上，存在一個電壓降，此時電力用戶的入口處電壓，要高于配電變壓器的一次側電壓；在電壓降低的時候，調壓裝置接入一個DG單元，可以減少壓降補償裝置的測量負荷，所以在接入DG后，饋線上的電壓會變得更低。

其次，對系統電壓波動的影響。在以上的配電網中，電壓波動主要受有功、無功負荷的變化影響，沿著電路末端的方向逐漸增大，在接入DG以后，對電壓的波動影響較大。DG與負荷協調運行，也就是負荷減小時，DG輸出量增加，起到抑制系統電壓的波動；DG不與負荷協調運行，在自然資源發電條件下的DG，因其輸出量受自然因素的屬性影響大，難以控制，因此也很難和負荷協調運行，這時，系統的波動有可能回增大。分布式電源在接入配電網造成電壓波動的主要原因是受電源輸出功率的波動影響。圖1表示分布式電源并網示意圖：

圖1中，U1表示機組出口電壓相量，U2表示電網電壓相量，Z表示線路阻抗，S表示線路上流動的功率相量。

2.3 分布式發電對電流保護的影響

假設電源的電壓是U0、U1、U2、U3分別為DG1、DG2、DG3的電壓，各段阻抗為ZAB、ZBC、ZCD。如果故障出現在DG的下游，DG就類似于一個助曾電流源，故障點附近的保護的短路電流增大，保護正常，DG容量關系到其它保護是否動作，這是就速斷保護而言的；對于限時電流保護來說，由于動作的時限通常為0.5秒，如果在這一時間段內，DG失穩，對限時電流保護沒有影響。如果故障點發生在DG的上游，以DG2為例，在AB出現短路，R1動作，DG2如果滿足穩定條件，則就對故障點注入反向電流。在R1清除故障以后，如果DG2的負荷過大，出現失穩，自身出現保護動作，與系統脫離，此時網絡結構不發生改變。如果DG2的容量較大的時候，如果所帶負荷不大，可以考慮與DG2相隔離，使負荷形成孤島。

3 分布式發電對配網可靠性的影響分析

根據上述對于分布式發電技術的特征概述，以及對于配電系統運行可靠性評估方法、影響因素的分析，通過對帶有分布式電源的配電電網潮流情況的計算，并采用GO配網可靠性評估方法，在進行分布式發電接入后，對于配電網傳統可靠性指標影響的分析下，實現對于分布式電源接入的配網可靠性影響分析。總之，對分布式發電的配網可靠性進行評估中，在對于分布式接入電源優化處理的情況下，進行配電可靠性的評估，不僅評估計算過程具有一定的簡便性，并且評估計算出的結果準確度也相對比較高，而且對于分布式電源可信度的評估中，通過對于不同置信度下的電量計算，對于分布式電源的波動變化情況都有考慮。

4 結束語

進行分布式發電對于配網可靠性影響的分析，不僅有利于提高分布式發電的配電系統運行可靠性，保證配電系統的電能質量，而且有利于推動電力事業的發展進步，具有積極的作用和意義。

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