探讨分布式电源并网对配电网规划的影响

探讨分布式电源并网对配电网规划的影响

刘文

国网山西省电力公司大同供电公司山西大同037006

摘要:分布式发电(DistributedGeneration，DG，又称分布式电源)是指直接接入配电网或分布在用户现场附近的容量规模较小的发电系统。DG主要用以满足特定需要，并能够经济、高效、可靠地发电。其能源形式主要包括太阳能、风能、内燃机、热电联产、微型燃气轮机和燃料电池等。随着经济社会的发展以及人民生活水平的提高，全社会的用电负荷在不断增长，对能源的需求在不断加大，再加上一次能源的消耗所带来的环境问题日益严重，大力发展新能源发电是解决能源危机与环境问题的有效途径。但是，随着分布式电源的不断接入，也给电网带来了一系列的问题，使得电力系统的规划越来越难。本文在此基础上，介绍了常见的分布式电源，研究了分布式电源的并网及其造成的影响。

关键词:配电网;分布式电源;网损;电压分布;电能质量

1分布式电源的并网方式

1.1独立并网

当具有特殊的地理以及资源环境优势时，分布式电源可以采用就地并网的方式。分布式电源采用独立并网的方式，主要是对其附近的负荷供电，选择合适的接口位置，还可以承担一定的负荷备用。独立并网是目前分布式电源主要的接线方式，安装灵活多变，还具有一定的可靠性。

随着现代储能技术的不断发展，分布式电源独立并网的可靠性以及经济性更加突出，可以起到削峰填谷的作用，还可以进行调度。目前分布式电源与储能装置和配网连接方式如图1所示。

1.2联合并网

将多个分布式电源以及负荷和储能组合在一起就构成了微网，目前，很多的分布式电源也采用微网进行并网。

采用微网进行分布式电源的并网，可以实现实现各个分布式电源之间的相互协调，发挥各个电源的优势，可以改善独立并网中出现的响应速度慢的缺点，输送更优质的电能。图2为采用微网并网方式的原理图。图2中微网内的多个分布式电源和储能装置，通过协调向负荷供电，提高了系统运行的稳定性。

3DG并网对电能质量的影响

DG并网对配电网的电能质量影响主要体现在:1)造成系统的电压闪变。DG的起动和停运与用户需求、气候条件等众多因素有关，其不确定性易造成配电网明显的电压闪变。同时，若DG输出突然变化，DG和反馈环节的电压控制设备相互影响也易直接或间接引起电压闪变。2)对系统产生谐波污染。基于电力电子技术逆变器的开关器件频繁开断易产生开关频率附近的谐波分量，对电网造成谐波污染。3)对系统电压波动的影响。传统配电网中有、无功负荷随着时间变化会引起系统电压波动。并网DG对配电网电压波动的影响要视其具体情况，当DG与当地负荷协调运行时(负荷与DG输出量同步变化)DG将抑制系统电压的波动;若DG与当地负荷不协调运行时系统的电压波动将更严重。并网DG由于接入位置、容量和控制的不合理，常使配电线路上的负荷潮流变化较大，加大配电网电压的调整难度并使其发生波动。

4DG并网对继电保护的影响

配电网常作为单电源网络规划，潮流方向通常是单向的，从高电压等级的上游电源流到下游的中低电压等级负荷，因而配电网的继电保护系统也是基于单电源网络设计的，具有单向性的特点。随着DG的接入，配电网转化为多电源网络，原有的某些继电保护系统就会受到一定影响。这是DG接入所导致的配电网保护问题的根本原因。主要体现在对过电流保护、距离保护、孤岛运行、自动重合闸和故障电流方向等方面。在线路发生故障后，继电保护以及重合闸的动作行为都会受到DG的影响。对基于断路器的三段式电流保护的影响最为显著，如图3所示。

5DG并网对配电网规划的影响

大量DG的接入使配电网对大型发电厂和输电网的依赖逐步减少，使得如何在配电网中确定合理的电源结构，如何协调和有效地利用各种类型的电源，在配电网规划中如何考虑DG的影响等问题的研究，成为迫切需要解决的课题。

1)DG发电量的不确定性，需要大电网作为备用，所以并不能降低配电网的建设和改造费用。而系统网损的大小、配电网建设改造投资多少都直接决定着电网的效益。2)传统的配电网计算分析和规划设计方法已经不适用于包含大量DG的配电网，因此，必须针对新型的电源结构和供电方式，研究适合DG接入的配电网分析理论和规划设计方案。3)DG并网增加了电力负荷的预测难度。由于用户可根据自身实际需要安装使用DG，与电力负荷相抵消，对规划区负荷增长的模型产生影响，从而更难准确预测电力负荷的增长及空间负荷分布情况。4)DG并网加大了配电网规划的不确定性。由于DG安装点存在不确定性，而其输出电能的随机特性，不能为规划区提供持续的电力保证，使变电站的选址、配电网络的接线和投资建设等规划工作更加复杂和不确定。5)DG并网提高了配电网规划适应性要求。虽然DG的大量接入能减少或推迟配电系统的建设投资，但若位置和规模不合理，则可能导致配电网的某些设备利用率降低、网损增加，电网可靠性降低。

6结语

本文研究了分布式电源的常见并网方式，并归纳了分布式电源接入对配网的影响。研究结果表明：在进行电网规划时要获得正确的决策信息，必须对分布式电源并网的影响作出准确的判断，给出准确的位置和容量，使其在电网中能真正发挥降低网损和稳定电压的功能，从而增加配电网运行的可靠性和经济性。

参考文献

[1]新能源发电并网对电网电能质量的影响研究[J].吕志盛,闫立伟,罗艾青,王强钢,周念成.华东电力.2012(02)

[2]新型负荷接入环境下的配电网分布式电源规划[J].王宸,沈培锋,程浩忠,梅红兴.水电能源科学.2015(08)

[3]含分布式电源的配电网规划研究[J].魏玉仁.通讯世界.2015(19)

作者简介：刘文（1985.5），男，山西大同人，太原理工大学电气工程及其自动化专业本科，工程师，单位：国网山西省电力公司大同供电公司，研究方向:大同地区含分布式电源电网规划策略研究.