分析分布式電源并網技術

胡愛瑛

摘 要：分布式電源是指位于用戶附近，所發電力就地消納，通常以10～35kV電壓等級接入電網，并且要求單個并網點總裝機容量不超過50MW的發電項目，具體式指天然氣、太陽能、生物質能、風電、地熱能等資源綜合利用的發電項目。相比大型電源而言，分布式電源能夠在提高經濟效益的同時減少土地占用量，具有良好的環保性能。

關鍵詞：分布式電源；現狀；并網技術

在大電站建設周期長、投資高、環境污染嚴重，分布式電源系統因其較低的初投資，適合可再生能源應用等特點在世界能源領域越來越受到重視。分布式電源與集中發電、遠距離輸電和大電網供電的傳統電力系統相比，克服了傳統系統的一些弱點，成為其不可缺少的有益補充，二者的有機結合，是新世紀電力工業和能源產業的重要發展方向。

分布式電源主要有3種，即變流器類型電源、同步電機類型電源和異步電機類型電源。變流器類型電源是用變流器連接到電網的電源，比如光伏、電池儲能站等；同步電機類型電源是指采用同步機接到電網的電源，比如小水電、各類燃氣、生物質能等綜合利用發電項目；異步電機類型電源是只采用異步機接到電網的電源，比如異步式風機、雙饋式風機。分布式電源有著自己的優勢，具體來說，分布式電源自身規模小、工期短、投資少；對于可以使用的電能，采取“就地就近”的原則，減少電網輸電線路的損耗；減少化石能源的利用，節約集約能源，緩解環保壓力。

1 分布式電網發展現狀

歐洲有些國家提出，要充分利用分布式能源、智能技術、先進電力技術等實現集中供電與分布式發電的結合，共同推進電網發展。歐洲有些國家已經成功將風力發電的比例提高到10%以上，其中，絕大多數是小型、分散式風電。比如，丹麥建設的多數是10000～20000kW的小風電場，全國300多萬千瓦的風機比較均勻地分布在各地，以“就地上網、就地消納”為主，減少了對電網的影響。

我國西北部廣大農村地區風力資源十分豐富，風力發電應用速度迅猛，除自用外，還可送往其他地區。對于我國城市地區，分布式電源作為集中式電源的重要補充形式，已經成為當今新能源領域的重要發展方向之一，并實現熱、電、氣三聯供的分布式電源系統。

2 分布式電源接入對電網的影響

隨著分布式電源的快速發展，其應用越來越廣泛，在帶來巨大節能恢復效果的同時，也出現了許多問題。尤其是在分布式電源中接入變流器類型的電源，將會影響原電網的供電質量，比如負序、諧波、閃變、電壓不平衡度和電壓波動等。

第一，對電壓的影響。分布式電源的啟停會給低壓電網的運行帶來一定的影響。當電網電壓和頻率異常時，分布式電源不應啟動，以防事故的發生。在工作過程中，利用380V電壓等級并網的分布式電源可以自動監測電網條件而啟停，也可以根據當地條件由電網企業協商確定。而當10（6kV）～35kV電壓等級并網的分布式電源啟停時，必須執行電網調度機構的指令，以確保系統運行的安全和檢修人員的人身安全。

第二，對系統保護的影響。由于傳統輻射狀配電網的潮流是從電源到用戶單向流動的，考慮到配電網大多數故障是瞬時的，所以，傳統配電網的保護設計一般采用“僅斷開故障支路，對瞬時故障進行重合閘”的原則，即在變電站處安裝反向過流繼電器，主饋線上裝設自動重合閘裝置，支路上裝設熔斷器。

第三，對潮流分布的影響。分布式電源接入后會對系統的有功功率和無功功率流向有一定的影響，它們會隨著負荷附近接入分布式電源系統而發生變化。在配電網中，某些線路潮流流向不是單一的。考慮到與分布式電源容量和負荷的平衡問題，有可能為上網線路，也有可能為下網線路。

第四，對系統運行的影響。分布式電源接入后，當其接入點上級電源失電后，分布式電源仍向一部分負荷供電，進而形成孤島運行的態勢。而孤島運行分為計劃孤島和非計劃孤島運行，其中，非計劃孤島運行將會對系統有一定的影響：可能危及電網維護人員和用戶的生命安全；干擾電網的正常合閘操作；電網不能控制孤島中的電壓和頻率，有可能損壞配電設備和用戶設備。

3 分布式電源并網技術要求

第一，設備要求。

分布式電源并網前，需對接入線路、變壓器、斷路器和隔離開關等設備進行容量、短路電流的校核，對電網電壓水平、三相不平衡度進行校核計算。當分布式電源接入的容量比較大或逆變器電源接入時，低壓側應裝設低壓總開關和防孤島裝置。

第二，自動化與通信要求。10kV接入的分布式電源需要按照當地供電管理的要求上傳并網設備各狀態、電壓、電流、有功功率、無功功率和發電量等實時運行參數。原則上，以380V接入的分布式電源項目暫時只要求上傳發電量的信息，在有條件的情況下，上傳并網點開關狀態的能力，可采用無線公用通信，并采取相應的信息安全防護措施。

第三，繼電保護要求。10～35kV電壓等級并網的分布式電源宜采用專線方式接入電網，并配置光纖差動保護。在滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求下，線路可采用“T”接的方式接入，并采用電流電壓保護。

第四，恢復并網要求。系統發生擾動脫網后，在電網電壓和頻率恢復到正常運行范圍之前，分布式電源不允許并網。在電網電壓和頻率恢復正常后，通過380V電壓等級并網的分布式電源需要經過一定延時后才能重新并網，延時值應大于20s，并網延時由當地電網調度給定。

第五，并網檢測要求。分布式電源接入并網檢測點為并網點，它必須由具有相應資質的單位或部門檢測。在檢測前，相關單位要將檢測方案報所接入電網調度機構備案。分布式電源并網后6個月，需向電網調度機構提供有資質單位出具的有關電源運行特性的檢測報告，以表明該電源滿足接入電網的相關規定。當分布式電源更換主要設備時，需要重新提供檢測報告。

4 分布式電源并網流程

分布式電源項目并網流程主要包括并網申請、接入系統方案制訂與審查、工程設計與建設、并網驗收、并網運行、電費結算與補貼轉付6個階段。

參考文獻

[1] 陳金福，盧炎生.分布式電源技術在我國的應用探討[J].水電能源科學，2005（2）.