分析分布式能源接入技術

陳建國

（南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇南京，210000）

1 分布式能源的優勢

分布式能源作為一種建在用戶端的能源供應系統，主要以資源供應和環境效益最大化為基本出發點，它之所以能被電力行業廣泛應用，很大程度上源于它自身的多方面優勢。第一、環保性強。因為分布式能源是借助各種可再生能源的力量來發電的，一般分布式能源離負荷端近，可就近消納減少輸配環節，減少高壓輸電線路鋪設，節省投資降低電磁污染。第二、可靠性強。分布式能源項目一般是由散布在居民區周圍的形成的微型發電配電自治系統。具有較強的系統獨立性，用戶能夠自行管控轄區內的分布式能源發電項目，人為減少停電幾率，尤其是遇到一些電網事故或意外災害時，還能實現自給供電。第三、經濟性強。分布式能源無需耗大量資金我，同時其位置經常散布在城市周邊，距離負荷端較近，有效避免了長距離運輸而產生的經濟費用。第四、可操作性強。分布式能源系統具備較佳的調峰性，一旦發生異常狀況，就可以視情況靈活迅速地與電力系統切斷，使其獨立運行

2 分布式能源接入對電力系統的影響

2.1 諧波影響

大多分布式能源都配有電力電子轉換器件，這些電力電子器件在能量轉換過程中會產生電力諧波。電力諧波可與配電設備產生諧振產生過壓或過流，損壞電氣設備或降低使用壽命，同時電力諧波降低供電品質，影響公共電網的正常順利運行。

2.2 對繼電保護的影響

大量分布式能源接入配電網，配電網將由之先前的輻射狀配電網變成有源配電網，導致配電網故障電量大小或方向發生變化，增加了系統運行及整定計算的難度。其影響主要如下：第一、保護拒作。圖1(a)因系統貢獻故障電流減小，L1保護存在拒動可能。第二、保護誤動。圖1(b)因分布式電源存在,L1故障L2存在誤動可能。第三、備自投拒動。圖1(c)因L1存在電源母線無壓條件不滿足，備自投存在拒動風險。

圖1 分布式能源接入對繼電保護的影響

2.3 對電壓的影響

分布式能源接入電力系統后雖然可以進一步優化電網結構，但同時它也會對電壓產生影響，其影響如下：第一、對電壓波動的影響。當負荷需求與分布式電源的電能輸出量同步變化時，將會有效抑制電壓波動的發生。第二，引起電壓閃變。因為分布式能源的啟動、運行與停止會受到天氣狀況、用戶需求等多方面因素的影響而改變電流方向、電流大小，從而引起電壓閃變。第三，對電壓分布的影響。分布式能源接入電網后，還將影響電壓的分布狀況，特別是那些靠近線路末端位置的電壓，所受到的影響最為強烈，若在母線周邊，受到的影響相對較小一些。

2.4 對系統穩定的影響

分布式能源接入電力系統后，對電力系統運行穩定性的影響有利也有弊。其積極影響主要表現在正常狀態下，分配式能源接入配電網，可以有效效提高配電網的電壓調節功能，降低其電能損耗，還可以在電力系統供電中斷后，作為后備電源有效減少停電時間，科學控制停電區域。此外，它還能夠有效緩解電力系統運行中的配電網容量不足，顯著增加配電網的輸電裕度，這都將進一步提高電力系統的供電穩定性。而就其對電力系統運行穩定性負面影響如下：第一，當分布式能源與配電網系統的相關保護設備配合不當會造成保護誤動作。第二，當分布式能源的容量、安裝位置以及具體的連接方法不合適時，也將降低電力系統運行的穩定性。第三，分布式能源接入電力系統后，其滲透率也將影響電力系統的安全穩定運行 。

3 孤島運行風險

當配電網因故障或維修等原因停電時，分布式電源會向周圍負荷區繼續供應電能，構成一個自給供電的孤島現象。因分布式電源容量不足以及調節能力有限會產生如下風險：第一、孤島運行狀態下，維護工作人員有可能因誤碰帶電導體而直接觸電傷亡。第二、孤島運行狀態下，因供電質量差損壞用電設備。第三、配電網裝置重合設備因不同步合閘，就會引起設備損壞或故障范圍擴大。

4 分布式能源保護配置方案

針對分布式能源對配電系統的影響，可通過改進保護配置方案，降低其對配電網的影響，其方案主要如下：第一、饋線速斷過流保護適當增加延時，以躲過分布式電源在短路瞬間提供故障電流。第二、配電進出線配置差動保護，滿足繼電保護四性要求。第三、過流保護加裝方向原件，防止反向故障誤動。第四、加裝防孤島裝置或微網控制系統，保障孤島運行情況下人身及設備安全。

5 結語

分布式能源作為一種距離用戶端較近的能源供應系統，它具有環保、節能、經濟、可靈活操作、可靠性強等諸多優勢，所以已經被廣泛接入電力系統中，并對電力系統的繼電保護、電壓、供電可靠性等多方面產生了重要的影響。