新能源接入對智能配電網的影響

楊德平 高偉 劉立偉 齊占宇

摘? 要：智能電網的核心內容之一是解決各種新能源的接入問題。風能、光伏、電動車充電站等新能源發、用電存在間歇性、波動性強，接入電網技術性能差和對電網注入諧波等一系列問題。本文主要介紹了風力、光伏發電、電動車充電站接入電網后對配電網的影響，希望可以通過建立智能配電網的模型，深入研究分析新能源供用電接入對智能配電網的綜合影響，實現對配電網各組件的監控和最優供用電組合。

關鍵詞：新能源;智能配電網 風力發電;光伏發電;電動車充電站

近年來，世界范圍內能源危機日益加劇，能源的開采和使用加速了人類生存環境的惡化。人類必須在有限資源和環境保護要求的雙重制約下發展經濟。因此，作為一次能源的最大使用者，電力行業綜合利用各種新能源具有非常重要的意義。由于新能源發電具有隨機性、波動性和間歇性，其接入電網會影響電力系統的安全穩定運行。

一、新能源發電技術及其對智能配電網的影響

在可再生能源中，光伏發電和風力發電發展最快，世界各國都將其作為重要的發展方向。新能源的轉換、利用和并網運行技術，是世界各國智能電網技術的研究焦點。

（一）風力發電簡介。風力發電是目前新能源開發中技術最成熟、最具規?；虡I開發前景的發電方式。風力發電是利用天然風吹轉葉片，帶動發電機轉子旋轉發電。其運行方式可分為獨立運行、并網運行、與其它發電方式互補運行如與柴油機組、與太陽能光伏發電、與燃料電池發電方式等互補等。

（二）光伏發電簡介。光伏發電是應用太陽電池在受到太陽光照時產生光伏效應，將太陽能轉變為直流電能，主要由光伏陣列、傳感器、儲能型蓄電池和充放電控制器、升壓電路、逆變器、濾波器和系統控制器等組成。

（三）新能源發電接入對電網的影響。新能源發電的目的是增加電力系統的電量，減少電力系統對一次能源的消耗。新能源發電具有間歇性、隨機性、可調度性差的特點。在電網接納能力不足的情況下，新能源發電并網會給電力系統帶來一些不利影響，存在的主要問題在眾多文獻中均有描述，現總結如下。

（1）對電能質量的影響。風力發電和光伏發電受天氣影響均具有間歇性和波動性特點，且一般配有整流-逆變設備和大量的電力電子設備，會產生一定的諧波和直流分量。（2）對網損的影響。新能源接入配電網后，配電系統將由原有的單電源輻射式網絡變為用戶互聯和多電弱環網絡[1]。電網的分布形式將發生根本性的變化，負荷大小和方向都很難預測。這使得網損不但與負載等因素有關，還與系統連接的電源具體位置和容量大小密切相關。（3）對配電網系統的實時監控的影響。現行的配電網是一個無源的放射形電網，信息采集、開關的操作、能源的調度等相應比較簡單，其實施監測、控制和高度是由供電部門統一來執行的。新能源的接入使此過程復雜化，特別需要對新能源接入后可能出現的“孤島”現象進行監測預防。（4）并網標準。目前，我國還沒有統一的關于新能源發電的并網標準，關于大中型新能源發電并網對電力系統安全穩定性、電能質量、電網調度和運行等的影響因素，以及電網接納能力等方面的技術問題尚沒有確切定論，對接入系統的有功/無功控制能力、電能質量及低電壓穿越能力等的檢測手段也不完善，包括對控制器、逆變器、輸配電設備、雙向計量設備及系統安全性方面的檢測。

二、電動車充電設備及其對智能配電網的影響

（一）電動車充電設備簡介。目前新能源汽車主要有替代燃料汽車、電動汽車、燃料電池汽車三種。電動汽車在環保、清潔、節能等方面有明顯優勢，成為了當代汽車的主要發展方向，是最有潛力的交通工具。

（二）電動車充電設備對智能配電網的影響。（1）對電能質量的影響。電動車直流充電機采用電力電子技術、整流裝置等非線性設備，在實際使用過程中不可避免的產生諧波和無功電流，從而影響電能質量。（2）對配電網的其他影響。電動車采用白天行駛、夜間充電的運行方式，有利于電網的峰谷平衡，改善電網負荷特點，減少為維持電網低負荷運轉而引起的調峰費用。

三、結語與展望

隨著微網、物聯網技術、微型風力發電和光伏發電并網技術以及新型濾波充電樁技術越來越成熟，未來的智能配電網必須可以兼容新能源，實現負荷側的交互，支持多元化電源的靈活接入和方便使用。首先，智能配電網可以利用太陽能光伏發電和微型風力發電不受地域限制的特點，實現新能源的即插即用，建立微型發網系統，組成微型電網，實現自發自用。其次，電動車特別是電動汽車產業雖然發展迅速，但普及率仍不高。

參考文獻：

[1] 李曉明，劉淑瓊.分布式發電對配電網的影響及對策技術[J].2009（11）：80～8 3 .

[2] 程明.新能源與分布式電源系統（上）[J].電力需求側管理，2003，5（3）：44～ 46.