分布式發電接入配網系統的規劃方法及配套技術探討

楊星明

（國網湖南省電力公司常德供電分公司，湖南 常德415000）

1 概 述

分布式發電技術主要針對一些較為分散的用戶，是符合相關配電網設施提供供電的方式，具有一定的分散性。分布式發電可以有效地減少電能的損耗，并且減少配電網絡的投資成本，是新時期我國電力事業發展中所必須重視的一個方向。分布式發電作為混合型發電網絡的代表技術，具有供電便捷、安裝靈活、環保性高的特點，并且也是日后電網發展的重要基礎。因此，提高對分布式發電技術的研究和了解，合理規劃分布式發電網絡，將分布式發電網絡與配電網進行良好的融合具有實際意義。

2 分布式發電與配電網具有較強的關聯性

第一，分布式發電技術與配電網具有較強的正相關性。分布式發電技術與配電網具有較強的關聯，并且對于配電網的穩定發展有著重要的意義。例如，光伏發電主要是依靠太陽能作為發電的能源，其本身和配電網的復合曲線具有正向一致的關系，與配電網的日負荷、年負荷等負荷曲線一致。通過對光伏發電進行有效的利用，可以提高配電網自身的配電穩定性，針對一些用電高峰期，提高電網的配電可靠性。分布式發電技術的應用，降低了配電網的負載群匹配需求。例如，上述光伏發電一經采用，配電網則可以根據光伏發電的具體負荷水平，制定相應的裝機空余容量，并且無需進一步配備相關的負荷容量（如圖1）。與此同時，通過對于配電網結構的調整，可以讓配電網更加主動的適應具體電網設計規劃，實現對于配電網發電資源的充分利用。

圖1 光伏發電的應用

第二，分布式發電技術與配電網具有較強的負相關性。（1）在規劃階段，由于分布式發電需要同電網進行負荷的分配，并且要對供電可靠性進行責任分配。分布發電其可靠性與其供電承擔方不同，配電網投資增加，經濟性難以得到保證。與此同時分布式發電的電源主要是當地的政府和資源業主進行引導和選擇，電網公司并沒有參與到規劃當中，如果其規劃不合理，就會造成供電公司搭配的計劃受到影響。（2）分布式發電其自身具有較強的隨機性與波動性，對于高滲透的配電網來說，分布式發電具有一定的發電風險。分布式發電必須要對電能質量進行控制，并且嚴格按照國家相關電網標準進行并網。（3）分布式發電的故障運行。如果分布式發電系統出現故障，則需要第一時間切斷其線路。如果系統出現故障不能第一時間切斷，就會造成配網的發電設備誤動作與受損，配網供電受到影響，用戶停電時間延長。

3 分布式發電接入配網系統的規劃方法

分布式發電接入配網需從以下方面規劃：

（1）保證電網的電壓穩定。分布式電壓的介入，與要保證其對配電網的負荷節點的電壓極限保持一致，并且保證不影響配電網的電壓超出限制。要對分布式電壓輸出功率特性進行深入的研究，并且與配電網的調壓進行統一配合。在接入配電網之后，采用試運行，保證電網電壓的穩定。另外，還要針對具體情況，采用適當的調壓與無功補償。

（2）提高電網可靠性。分布式電壓的接入，對于配電網的可靠性與安全性造成了一定的影響，其讓配電網中電壓的流向發生了變化，并且造成了部分線路母線短路電流升高，部分母線短路電流降低。針對部分母線短路電流升高或者降低的情況，需要對繼電保護的數值進行統一的調整和改裝。與此同時，分布式電源電子元件較多，出現故障時，其故障電流可能較低，不能達到觸發自動保護的功能。因此，針對配電網內部的具體情況，要選擇合理的繼電保護裝置，保證電網內部繼電保護的可靠性、靈敏性。

（3）防止電網諧波。一般來說，電網諧波主要來自于配電網中分布式電源本身與其內部的電子設備。配電網中，逆變器的開關器件出現頻繁的關斷會造成諧波分量，產生諧波污染。諧波干擾的程度，主要決定于其變流器的設計和安裝情況，并且與電網短路容量有著密切的關聯。諧波對配電網中的用戶影響范圍較大，它對電壓均值造成改變，出現電壓閃變、變壓器發熱、保護系統誤動等問題。

4 分布式發電接入配網系統的配套技術

4．1 配電網的協調設計

在配電網協調設計上，要針對其配電區域的電源、負荷與配電網等情況進行深入的調查預分析，并且通過對于容量、調節能力的有效配置，構建成為另一個系統化的配電網體系。在地理層面上，構建一個相對獨立的發電網，通過獨立組建發電網，形成內部功率的自由組合。通過對于電壓與負荷進行合理的調配和利用，打造微型電網，并且就微型電網的價值進行開發。另外，配電網的協調設計也是虛擬發電廠技術應用的集成化（如圖2）。

圖2 分布式發電網絡結構圖

4．2 微電網發電

微電網是一種系統單元，具有自我控制功能、獨立的電壓、負荷與控制儲能系統，可以進行自我保護，具有較強的友好性，在配電網中的應用范圍較為廣泛。一般來說，在微電網運行過程中，如果主電網出現問題，微電網就會獨立的運行。主電網故障恢復之后，再同步運行。在主電網當中，微電網是獨立的負荷，可以作為一個小型的輔助電源進行應用，為整體電網提供服務。微電網是對于分布式發電優勢的改進，對于分布式發電技術中的不可靠性有著較強的彌補，可以有效地減少配電網的負擔，提高分布式電源接入配電網之后的可靠性。

4．3 虛擬發電廠技術

虛擬發電廠技術是對新型分布式發電技術的整合，并且通過對小型發電站進行整合，將其納入一個配電系統中，實現了智能化的統一發電，模擬傳統發電過程，具有更高的可靠性和容量，是分布式發電技術較為有效的解決方案。在應用虛擬發電廠技術之后，供電企業有了更多的發展機會，并且擁有了新的營銷渠道和營銷方式，電力供應的靈活性得到大幅度提高。與此同時，虛擬發電廠技術創造了更多的備用電力，是提高整體配電網穩定可靠性的重要途徑。現階段，虛擬發電廠技術主要應用于新能源和可再生能源的發電，國家對其發布了相關補貼政策。虛擬發電廠技術的應用需要具備足夠的信息網絡通信條件，并且具有大量的發電設施，對于其中的各項需求進行統一的調度和優化，與配電網進行深入的配合，實現同步發電。

4．4 主動配電網技術

主動配電網主要是指可以自主的進行能源分布控制的配電網，其自身具有較強的靈活性，并且可以實現自主的潮流管理。在分布式電源的管理上，目前缺乏一個相對穩定的統一支撐準則，接入準則也不夠一致。主動配電網則針對這種情況進行了改善和解決，通過對信息技術的應用，采用主動的管理模式（如圖3），自主的對能源裝置進行協調和管理，通過有效地調度進而實現電網的安全、經濟運行。主動配電網具有多種能源管理功能，并且具有較強的能源接納能力，并對電網投資利用率有著較強的保障作用，可以有效地提高整體供電可靠性，提高電網在網設備的利用效率。主動配電網技術是分布式電網技術發展的重要趨勢，也是經歷了長時間發展的結果，是信息技術與分布發電技術的有機融合，是提高智能配電網自身價值的有效基礎和前提。

圖3 主動配電網技術分析圖

5 結束語

綜上所述，分布式發電具有獨特性，要想真正地實現合理接入配電網，就要對兩者的特點進行綜合的分析，通過有效的協調，做好兩者的長期匹配。通過對于分布式發電技術的研究與應用，推進我國電網水平的綜合性提高，進而對電網的規劃進行不斷的優化，更好地解決現階段的大規模分布式電壓接入到整體配電網所存在的既有問題。現階段，我國電力市場還有待成熟和完善，分布式電源的發展需要政府進行積極的協調與引導，有效地保證分布式發電和我國配電網的同步發展和融合。

［1］ 楊洪明，黃雨翔，劉保平，易德鑫，王 斌．考慮分布式電動汽車參與電網調峰的配電網規劃［J］．電力科學與技術學報，2012，（01）：48－53．

［2］ 趙俊華，文福拴，薛禹勝，董朝陽，辛建波．計及電動汽車和風電出力不確定性的隨機經濟調度［J］．電力系統自動化，2010，（20）：22－29．

［3］ 歐陽武，程浩忠，張秀彬，張節潭，辛潔晴，姚良忠．考慮分布式電源調峰的配電網規劃［J］．電力系統自動化，2008，（22）：12－15．