分布式電源接入對配電網(wǎng)的影響

摘 要：當前階段，對于能源的保護和完善已經(jīng)成為非常重要的需要，以可再生能源為主進行分布式發(fā)電技術(shù)也在近些年得到人們的密切關(guān)注。分布式電源對于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)果產(chǎn)生了巨大的沖擊，將原來的單電源輻射性網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成為雙電源甚至多電源網(wǎng)絡(luò)，從而使原有系統(tǒng)得到很大程度的保護?；诖耍恼聦Ψ植际诫娫唇尤雽ε潆娋W(wǎng)的影響進行深入分析，以期能夠更好地促進分布式電源的完善和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：分布式電源；配電網(wǎng)；電流保護；反時限；故障隔離

前言

當前階段，人們對于能源的需求度越來越高，能源已經(jīng)成為人們生活、生產(chǎn)中必不可少的重要需求之一。隨著人們對于能源的開發(fā)越來越大，傳統(tǒng)化石燃料能源的可用量卻越來越少，全球資源已經(jīng)進入到一個極為嚴峻的發(fā)展狀態(tài)之中。近些年，人們已經(jīng)將眼光從傳統(tǒng)的、重污染的能源開發(fā)中轉(zhuǎn)移到了清潔，并且具有極大儲存量的可再生能源中，通過對可再生能源的開發(fā)逐漸改變原有的能源結(jié)構(gòu)，力爭做到能源的可持續(xù)發(fā)展。分布式電源技術(shù)便是在對可再生能源進行利用的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其可因地制宜地對可再生能源進行利用，而且還能夠有效解決電荒的發(fā)生和壓力。因此，探究分布式電源的接入對配電網(wǎng)的影響非常重要，其對于分布式電源的進一步應用具有不可替代的重要作用。

1 分布式電源接入對配電網(wǎng)電壓變化的影響

配電網(wǎng)的基本單元是饋線，而我國饋線的等級基本為10kV，每條饋線上的線路呈現(xiàn)出樹狀分布。如圖1所示，簡單配電網(wǎng)放射式接線方式。

相關(guān)人員為了更好地研究分布式電源接入對配電網(wǎng)電壓的變化的影響，特意制作了三角形模型，有效防止了負荷分部模型所產(chǎn)生的不均勻狀況而帶來的誤差，能夠與實際情況更加接近，如圖2所示。

分布式電源在k點處接入時候，其容量為PDG+jQDG，此時的配電網(wǎng)只有DG在作用，那么d點前后電壓的損耗就可以分情況進行討論。

相關(guān)人員繼續(xù)對其進行研究之后發(fā)現(xiàn)，一定容量的DG接入到配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，對于饋電線上的電壓分布將會產(chǎn)生重要影響，其影響的程度與DG總?cè)萘?、接入位置有很大關(guān)系。DG的調(diào)節(jié)作用與其類型、容量也具有極為密切的關(guān)系，而相應的調(diào)壓方案則還需要根據(jù)具體情況來應對和實施。

2 分布式電源接入對配電網(wǎng)可靠性的影響

分布式電源在配電網(wǎng)中一般是作為備用電源使用的，其主要是在供電網(wǎng)供電能力不足的情況下使用的。分布式電源通過網(wǎng)絡(luò)向外輸電，這就可以消除大部分的負荷和堵塞，配電網(wǎng)的裕度自然可以獲得增加。而分布式電源與系統(tǒng)電源同時運行時，配電網(wǎng)因為受到分布式電源的影響，其在可靠性、穩(wěn)定性方面將會受到嚴峻考驗。這其中就涉及到了孤島運行的問題。分布式電源接入之后，因為與系統(tǒng)電源并網(wǎng)運行，這時候引入孤島運行可以促使兩者更好地配合?！肮聧u”主要是就系統(tǒng)中任一開關(guān)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象之后，分布式電源與主配電網(wǎng)解列之后，依然可以對電網(wǎng)獨立供電，從而保證電網(wǎng)系統(tǒng)依然可以滿足客戶的需要，此時電網(wǎng)就形成孤島狀態(tài)。但是，此時同樣有一個問題產(chǎn)生，那就是分布式電源在單獨運行的情況下，因為其電壓和頻率無法得到有效控制，極容易造成無法滿足客戶需要的情況，符合所出現(xiàn)的供需不平衡就容易損害電能質(zhì)量，這時候就會出現(xiàn)電壓過低的情況，容易損壞用戶的用電設(shè)備，以及電網(wǎng)的配電設(shè)備。

3 分布式電源接入對電能質(zhì)量的影響

分布式電源對于電能質(zhì)量同樣會產(chǎn)生影響，并且，因為其通過逆變器網(wǎng)運行，會給主電網(wǎng)造成一系列的問題。首先，分布式電源的接入會致使電網(wǎng)產(chǎn)生大量諧波。分布式電源的接入改變了傳統(tǒng)的電源互聯(lián)結(jié)構(gòu)，其改變了功率變換器技術(shù)，其將會對諧波的類型和大小產(chǎn)生影響。換流裝置，主要是逆變器的應用，同樣會給電力系統(tǒng)帶來諧波，因此，在對其進行安裝過程中，需要對其進行預測，并對所產(chǎn)生的諧波影響進行觀察和預測，從而對高次諧波對電壓變形作用的影響是否標準予以判定。在此，我們還必須注意到，即使功率相同的分布式電源，在不同的位置安裝，其所得到的饋線沿線各節(jié)點的電壓依然不同，并且還會有較大的波動，分布式電源安裝的位置越靠近線路末端，其所產(chǎn)生的電壓畸變就會越嚴重；反之，分布式電源安裝的位置越靠近母線，其對于諧波分部的影響就會越小。

其次，分布式電源的接入對于電壓的跌落和閃變會產(chǎn)生影響。配電系統(tǒng)發(fā)生單相短路故障時候，分布式電源的接入將會對電壓的有所提高，對于故障相電壓的跌落能夠起到積極的抑制作用。但是如果為非故障相，分布式電源的接入，將會對不同節(jié)點的電壓幅值帶來不同程度的增加，并且，分布式電源的容量越大，非故障電壓超出額定電壓的情況就會越明顯。分布式電源可以帶來的電閃極大的可能性是由于電機啟動引起的，但是也不排除因為分布式電源輸出功率變動而導致的線路電壓變化所引起。因此，對于電閃所形成的原因主要可以分為以下幾種：發(fā)動機的啟動、制動、輸出功率的波動。但是，依照目前的技術(shù)來說，對原因進行分析，或者說找出具體的原因所在還有一定的困難。

4 分布式電源接入對繼電保護的影響

繼電保護主要是指線路發(fā)生故障時候，供電系統(tǒng)能夠切除障礙，避免損失的擴大，其保護整定與電網(wǎng)的連接結(jié)構(gòu)具有密切關(guān)系。分布式電源的接入對于原有的短路狀態(tài)產(chǎn)生了極大的改變，其對于配網(wǎng)三段保護的精確動作帶來不確定影響。分布式電源的接入使原有的保護裝置電流產(chǎn)生極大的變化，而其電流的變化也并不確定，這就使得原有的繼電保護靈敏度和范圍發(fā)生變化，各線路之間的配合變得更加復雜。繼電保護的方向也因為分布式電源的接入而變得更加不明確。傳統(tǒng)配網(wǎng)所采用的供電裝置為單端供電，沒有進行方向保護元件的設(shè)置，但是分布式電源接入之后，配電網(wǎng)中的一部分線路就轉(zhuǎn)換成為雙端電源供電，電源接點的上有線路一旦發(fā)生故障，分布式電源所提供的電流就會從負荷側(cè)流向系統(tǒng)側(cè)。沒有方向的保護，所產(chǎn)生的故障電流就會都涌向保護，此時一旦故障流大于保護的額定值，那么保護元件就回喪失判斷，就會產(chǎn)生動作，線路即跳閘、退出運行，繼電器就會失去選擇性。分布式電源的接入必須與保護元件的應用相配合，從而達到供電保護的作用。分布式電源的接入對于繼電保護來說主要分為以下幾種影響：第一，導致線路保護靈敏度降低；第二，導致本段保護誤動，容易引發(fā)線路跳閘；第三，導致相鄰操作和后備保護的誤操作；第四，自動重合閘重合失敗。

5 分布式電源接入對配電網(wǎng)規(guī)劃的影響

盡管分布式電源是配電網(wǎng)發(fā)展的未來趨勢，但是因為其對電網(wǎng)多元素所產(chǎn)生的影響，導致其對于配電網(wǎng)的規(guī)劃也同樣會產(chǎn)生影響。因此分布式電源與配電網(wǎng)相連接之后，從供電的靈活性、可靠性等方面產(chǎn)生作用，就必然會對電網(wǎng)的整體運行產(chǎn)生影響，也會使配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復雜，從而對配電網(wǎng)的規(guī)劃帶來新的問題。其所產(chǎn)生的影響主要包括以下幾個方面：第一，分布式電源的接入增加了電力系統(tǒng)負荷預測的難度，致使配網(wǎng)規(guī)劃人員無法準確預測符合的增長。第二，分布式電源的接入使原有的配網(wǎng)線路布置更加困難，因為分布式電源的接入造成的不確定性更多，在進行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選擇的時候，其困難性就更大。第三，分布式電源的接入還會增加電網(wǎng)運營公司的管理難度。獨立安裝分布式電源的小型用戶，更為理想的供電方式為兩路供電，而這與想保持系統(tǒng)接入前電能質(zhì)量和可靠性不變的電網(wǎng)公司的初衷不同，在系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的時候，電網(wǎng)公司就會增加相應的設(shè)備來保持電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和安全性，其必然增加了公司的各項支出，增加了管理的內(nèi)容和難度。第四，分布式電源的接入對于原有供電設(shè)備的容量產(chǎn)生影響，其容易造成大量設(shè)備的閑置，使原有的投入無法收回。

6 結(jié)束語

分布式電源的未來發(fā)展前景非常廣闊，但是因為我國對于其研究還處于起步階段，因此很多問題還沒有很好的解決。但是，相信隨著人們研究的深入，分布式電源技術(shù)的滲透，配電網(wǎng)與其所進行的結(jié)合將會越來越明朗，電網(wǎng)也將會因為分布式電源的接入而越來越穩(wěn)定，越來越安全。

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作者簡介：歸敏琪（1989-），男，漢族，江蘇蘇州，國網(wǎng)江蘇省電力公司蘇州供電公司，助理工程師，工學學士，目前主要從事電力調(diào)控運行相關(guān)工作。

顧妍（1990-），女，漢族，江蘇蘇州，國網(wǎng)江蘇省電力公司蘇州供電公司，助理工程師，工程碩士，目前主要從事電力調(diào)控運行相關(guān)工作。