分布式电源在智能配电网中的应用

分布式电源在智能配电网中的应用

梁校

梁校

（国网陕西省电力公司汉中供电公司）

摘要：随着智能电网的快速发展，分布式电源也得到了广泛的推广和应用，分布式电源在智能配电网中的大规模介入，大大的提高了智能配电网的电压、潮流以及电网运行的安全性和可靠性，同时也给智能配电网的发展带来了新的机遇和挑战。本文主要分析了分布式电源在智能配电网中的应用，具体阐述了分布式电源接入智能配电网的方式和影响，并对含分布式电源智能配电网的优化规划问题进行了分析，希望能促进智能配电网工作的发展。

关键词：分布式电源；智能配电网；应用

当前，分布式电源以接入配电网运行为主，分布式电源的接入改变了传统配电网的网架结构，这将给配电网的潮流分布、网络损耗、系统保护和可靠性等带来巨大的影响，且其影响程度与分布式电源的位置和容量密切相关[1]。因此，要保证分布式电源接入后系统能够安全、可靠和经济运行，合理选择分布式电源的接入位置和容量十分重要。此外，智能电网的发展也要求开展分布式电源接入和配置的研究工作，智能电网的一个重要特点就是支持分布式发电方式友好接入以及可再生能源的大规模应用，以满足电力与自然环境、社会经济和谐发展的要求。

1、分布式电源概述

分布式发电(DistributedGeneration，简称DG)是指为了满足一些特殊用户的需求，支持已有的配电网的经济运行而设计和安装在用户处或其附近的小型发电机组(一般小于30MW)以及安装在用户附近用于提高负荷的供电可靠性和电能质量，或者由于就地应用热电联产使效率得到提高的发电形式[2]。由于大电网中任何一点的故障都可能对整个电网带来严重的影响以及在一些比较偏远地区，距离电力系统太远，或者自然条件太恶劣，输配电建设投资过大或者根本就无法架设，导致供电不理想，且全球的一次能源正日渐衰竭，而由电力生产所带来的环境污染也越来越明显。然而分布式发电的使用不仅能优化电网结构，降低网络损耗，实现经济运行，而且能提高电力系统运行的稳定性和可靠性，具有污染少，能量利用率高的优点。因此，大电网与DG相结合的方式是未来的发展方向。

2、智能电网中的分布式电源

随着经济社会的快速发展，电力工业科技水平也逐步提高，以电力为核心的新一轮能源革命已拉开序幕。伴随着智能电网与分布式电源的建设，电力工业将实现低碳环保的生产方式[3]。智能电网的建设强调大量可再生能源的接入，这样就能够减少相关的环境污染，为终端的千家万户提供绿色能源，智能电网的重要标志就是分布式能源与电网的有机结合[4]。分布式电源与传统电源的主要区别在于发电形式的不同，传统电源通常采用集中发电远距离传输和大网络互联的方式，而分布式电源主要采用是小型的模块式发电方式，在负荷附近分布，采用就地发电控制的形式。从规模上来说，任何在用户附近所安装的小型发电设施都可以看做是分布式电源。除了较为偏远的地区分布式电源是其唯一的供电电源外，在大部分安装了分布式电源的地区，用户可以选择分布式电源的供电方式或者大电网的供电方式。

与传统的大电网相比，分布式电源的供电方式更加灵活，但其同时也不具备传统电源的规律性及稳定性，同时系统规划性较差，其接入对智能电网的影响是重大的。由于分布式能源的随机性和间歇性较强，而智能电网的建设需要提前布局和规划，因此大量分布式能源的接入会对智能配电网的规划造成很大影响，主要表现在智能配电网规划中所涉及到的潮流计算，短路容量计算等问题，在分布式电源接入后还应综合考虑其孤岛运行，配电网潮流优化等问题，并与智能配电网中的自动装置实现合理的控制。因此，分布式电源的接入使智能配电网的复杂性增加，加大了智能配电网规划的难度，电网规划人员需综合考虑分布式电源对智能配电网的影响，建立合理的含分布式电源的智能配电网规划模型。

3、分布式电源接入智能配电网方式及影响分析

3.1分布式电源接入智能配电网方式

分布式电源接入智能配电网主要有分散式和集中式两种方式。

3.1.1分散式接入

在这种方式下，分布式电源通过智能配电网的分支馈线接入至各个负荷点。这种接入方式的特点是分布式电源和负荷点所经过的配电环节较少，这样就能够充分发挥分布式电源运行灵活，能量来源形式广泛的特点，但其也具有调度运行方式实现难度大的缺点。

3.1.2集中式接入

所谓集中式接入，就是指分布式电源接入至智能配电网的低压侧母线上。此时其作用与大电网系统侧的电源作用相同，即若智能配电网系统发生故障失去了电源，分布式电源能够进行替代。但由于影响分布式电源出力因素较多，因此其稳定性较差。

3.2分布式电源接入对智能配电网的影响

分布式电源的接入对智能配电网的影响主要包括对智能配电网网损的影响和电能质量的影响。

3.2.1对配电网网损的影响

分布式电源的选址和定容对配电网的网络损耗具有重要影响，由于分布式电源的接入，配电网中每条线路的潮流大小和方向都可能发生变化，因此整个配电网的网络损耗也将发生变化。主要有以下3种情况。

分布式电源的容量比所对应节点的负荷量小，这样就减小了网络损耗。

分布式电源的容量比配电网总的负荷量大，但存在部分负荷量大于分布式电源容量的节点，此时虽然降低了整个配电网的网络损耗，但有可能导致局部配电支路的损耗变大。

分布式电源的容量大于配电网总的负荷量2倍，且网络中至少存在一个负荷量小于分布式电源容量的节点，这时整个配电网的网络损耗将增加。

3.2.2对配电网电能质量的影响

由于分布式电源会出现经常性的启动和暂停，因此这就导致配电网中电压经常会出现波动，且电压调整的难度将随着潮流的变化而增大，这就可能导致电压出现越限的情况。且随着分布式电源的大规模接入，未来配电网的调压方式将发生很大变化，这就需要更自动和智能的控制策略和手段。分布式电源在孤岛运行时还可能出现电压闪变的现象，且分布式电源系统中由于存在着大量非线性元件，还可能出现畸变谐波和直流注入的现象。

4、含分布式电源智能配电网优化规划问题分析

4.1分布式电源对智能配电网站点规划影响

配电网规划中变电站站点的选择对供电范围划分、配电线路路径选择及配变选择等都具有重要影。分布式电源的引入会导致配电网站点选择时综合考虑新出现的配电站点，降低原有配电网规划中各个站点的联络，导致各个站点的互供程度有所下降，降低了站间联络的可靠性。

4.2分布式电源对智能配电网规划线路影响

在智能配电网中，由于分布式电源的引入，但增强配电网供电的灵活性，但同时导致配电网中接线模式更加复杂，线路之间的转供和负载能力降低。同时还会影响网损和线路的功率因数，因此在对含分布式电源的智能配电网进行规划时需要综合考虑其对配电线路的影响。

结语：

分布式电源是智能电网中一个最重要的组成部分，将分布式电源大规模接入智能电网中，可以有效地改变传统电网的运行方式，同时也使终端配电网的规划难度加大，使智能配电网的规划更加复杂。本文主要分析了分布式电源在智能配电网中的应用，希望可以利用分布式电源达到智能配电网的合理规划。

参考文献

[1]战杰,肖静,赵义术.分布式电源和微网在智能配电网自愈功能中的作用分析[J].山东电力高等专科学校学报,2010,02:33-36.

[2]胡吟,韦钢,言大伟,张鑫.分布式电源在配电网中的优化配置[J].电力系统保护与控制,2012,11:100-105.

[3]王淼,董仲星,刘宗歧.智能配电网中分布式电源并网的思考[J].电气技术,2012,08:98-101.

[4]崔弘,郭熠昀.智能配电网中分布式电源的优化配置[J].电气应用,2011,13:36-40+45.