分布式电源接入对配电网的影响

分布式电源接入对配电网的影响

方秀杰

国网六安供电公司电力调控中心

摘要：改革后，随着社会经济的不断提升，人们生活水平提高。如今，电力能源已然成为世界发展中最重要的能源之一，世界各国大力发展经济，电力需求进一步增大。分布式能源的出现为解决这一棘手问题带来了新的希望，同时可再生清洁能源的综合利用更加符合现代化建设中的环保要求。其中，光伏发电单元是现在研究者关心的热点问题，其并网过程中可能对配网的电能质量带来较大的影响，所以研究光伏并网对其配网本身电压分布情况的影响具有重要的实际应用意义。

关键词：分布式光伏电源；配电网；电气参数

引言

随着全球经济的迅猛发展，人们对电能的需求愈来愈大，分布式电源也逐渐受到了电力行业的重视。分布式电源具有清洁、方便调度等优点，得到了广泛应用。但是由于光伏、风机等分布式电源受自然环境的影响较大，因此当其接入配电网后，会使配电网内部产生一定的变化:一方面，分布式电源调度灵活，在一定程度上提高了电网的可靠性;另一方面，风机、光伏等分布式电源的出力具有随机性及波动性，不稳定的出力可能会对配电网的可靠性产生不利影响。综上，本文介绍了分布式电源的类型，阐述了前推回代潮流计算法的计算原理，最后通过算例分析了分布式电源功率及接入位置对配电网电压的影响。

1分布式电源接入对配电网的影响

1.1对电网规划的影响

长期以来，火力发电、水力发电都占据我国能源电力的主体地位，对于电网的规划与运行一直都是围绕二者展开。分布式新能源大规模接入并网后，会明显增大配电网的节点数目，若仍采用原有的电网规划模式，配电网难以进行负荷预测，规划结果容易出现较大误差或无法得到最优网络布置方案。此外，分布式电源接入了大量不同规模的企业发电机组，这些企业的中期和远景规划的较大差异也会导致配电网整体长期规划更加困难。还需注意的是，分布式新能源大规模接入并网后，将会造成电网电路变化，如果规划不合理，则容易引发故障。

1.2系统运行方式对配电网电压的影响

固定光伏电源的容量和接入位置，仅考虑不同运行方式下光伏发电单元对配电网的影响。光伏发电单元容量设置为4MVA不变，光伏电源的接入位置设置在距离线路首端4km处，此时配网中各节点电压的分布情况。根据变化曲线，配电网中各节点电压的数值受接入配网中光伏电源的运行方式影响较大。随着系统运行方式由吸收无功到发出无功，配网中各节点电压逐渐升高。光伏发电单元所输出的无功进一步增大，配网中接入点的电压会升高到最大值，整体的电压升高幅度也会相对减小，最终呈现出稳定的趋势。

2分布式电源接入对配电网的控制

2.1提高接入新能源电能质量

为提高分布式新能源接入并网后的电能质量，一般可采用快速响应的动态无功补偿装置，如滤波器、静止无功补偿器等。采用局域成组分布式接入方案可一定程度上抑制电网电压波动，而通过安装变速恒频电源则能有效抑制电压闪变现象，此外滤波器和变频装置可以有效降低谐波干扰。对于分布式新能源接入后所引发的频率波动问题，可以考虑通过提高电网系统自身阻尼系数，优化电网控制系统加以解决，同时需要设定有效的高频保护阈值，防止出现频率崩溃现象。

2.2完善并网标准

新能源的并网标准仍然不完善，一些对电能质量、一次调频能力等方面的要求于2022年才开始施行。我国早期并网标准较低，这有利于建设更多的新能源机组，随着这一部分机组对电网稳定的影响开始显现，需要对其按照新标准进行检测和改造。由于我国新能源接入标准发展较快，成果较多，所以一方面要吸取国外的经验，另一方面也要随技术进步而及时完善。制定更加完善的并网标准，不仅可以减少未来新能源接入电网由于人为因素产生的不必要的问题，还可以对新能源接入的发展做出一定的指导，有利于减小新能源接入电网带来的不利影响。

2.3强化日常调度管理，强化反孤岛运行防护

在运行光伏电站时应派遣专业技术人士对其进行管控，全面服从调度指令，严禁出现拒绝或拖延执行情况。在并网、解列时应与电网调度商议，待得到肯定答复后再行下一步操作，若未得到肯定答复，不得擅自行动。正常运转情况下，电站会自行控制有功及无功功率，若检修电网，应服从电网调度发出的指令。仔细检测检修范围内是否存在孤岛电源点，避免其对检修人员造成危害，同时拟定反孤岛措施，布设反孤岛装置，并全面提高检修人员技能，确保其满足技术规范要求。

2.4加强并网运营的全过程控制管理、

（1）智能电网的兼容和集成。智能电网是一个核心，因为一切的供电设备和用电设备都需要智能电网的转化，而当前电力的服务范围变大，导致智能电网的内部压力大，所以要对智能电网进行一些集成，在很小的面积上，让智能电网的功能变大，满足现在的电力供应的需求，还要和分布式发电机技术进行兼容。（2）采用即插即用的电力电子技术。现在的大多数移动设备都是即插即用，所以需要在短时间内提供不同的电力，这样专业人员就需要创造一些可供应的电力电子技术，这样就可以满足攻克的需求，让电力企业在市场上可以更好地发展，提高分布式发电技术。（3）构建功率管理系统。任何一个系统都需要进行管理，在后期系统可以进行微小的优化，就可以进行提升很多，所以要构建功率管理系统，这样减少了时间的消耗，增加了收益，还会满足攻克的电力供应的需求，在现在的保护环境的口号下，节约了资源。

2.5分布式储能系统充电模式控制策略

国内不同时段具有不同的电价，电力企业通常将分时电价政策应用于工业、工商业等电力客户，在电网电能需求量低的电价低谷时刻，储能系统的能量分配系统将控制蓄电池组进行充电。在充电过程中，蓄电池组需要经历恒流充电、恒压充电以及涓流充电三个阶段。在第一阶段，蓄电池充电电流及效率与电池的种类存在关联，其中随着充电电流的变化，蓄电池本身的充电效率也会产生变化。在蓄电池端电压达到设定值时，蓄电池充电模式将进入第二阶段。该阶段，充电电流将持续降低，充电电压维持不变，随着时间的推移，充电电流将降低至极小状态，此时充电模式将进入涓流充电阶段，蓄电池电压将在小电流充电的作用下维持在额定数值。一般而言，蓄电池组可以在电价低谷期完成充电，在充电未完成的情况下，系统可以在基本电价期为蓄电池组持续充电至满电状态，在充电完成后将会处于放电等待状态。

结语

光伏发电单元并网运行，对整个系统的电能质量提出了更高的要求。为研究配电网各节点电压在不同条件下受到光伏发电单元的影响，本文首先阐述了分布式光伏发电系统的结构，然后分别对光伏电源接入位置、接入容量及系统运行方式对配电网电压分布的影响进行仿真计算，为后续分布式光伏电源并网研究奠定了基础。

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