分布式发电及其对配电网的影响分析与处理

分布式发电及其对配电网的影响分析与处理

宦成松邵芳

南瑞集团有限公司江苏南京211106

摘要：近年来能源对我国经济发展和社会稳定所产生的制约作用日益显著，将分布式发电技术引入配电网，能够极大地降低投资成本、减少能耗，是未来电力系统的发展方向。但毋庸置疑地，分布式发电技术的使用将会对配电网及其规划产生较大的影响，因此对这些影响进行研究成为分布式发电技术应用中的首要问题。文章结合工程实践，深入分析分布式发电接入对配电网的电能质量、继电保护等影响，同时分析分布式发电并网所出现的短路电流、铁磁谐振等一系列问题，提出相应处理技术措施，为有效地推广分布式发电的应用提供指导。

关键词：分布式发电；配电网；影响；处理技术

1分布式发电的优点

1.1经济性好

由于分布式发电的一次能源大多为无成本的自然资源和废弃资源的回收利用,如风力发电、光伏电池、余热发电和热电联产等,能够显著降低发电成本,提高能源利用效率,具有较好的经济性。

1.2提高可靠性

当大电网出现故障时,分布式发电系统仍能保持正常运行,因此可提高对局部负荷供电的可靠性。

1.3具有调峰作用,减小电网发展压力

分布式发电一般接入负荷中心,能够减小各终端变电站母线的等值负荷,从而缓解对电力系统功率传输的需求,在土地资源十分紧张的形势下,减小了电网发展的压力和困难。

1.4投资省,建设周期短

分布式发电的装机容量小,靠近负荷且不需要建设变配电站,总体投资小,建设周期短,既避免了过大投资的风险,又能够很快建成以满足负荷发展需求。

1.5有利于环境保护

分布式发电往往采用太阳能、风能等清洁的可再生能源,可以有效地减少有害物质的排放,有利于资源和环境保护。

2分布式光伏发电的现状

分布式光伏发现以太阳能作为能量来源，最大限度的突破了地理环境的影响，实现了太阳能资源的科学高效利用。分布式光伏发电技术的产生在很大程度上改变了原有的能源利用结构，实现了电力的可再生使用，从而在降低能源供应压力的同时，实现了电力生产的无污染，对于人类能源体系的健康发展有着十分重大的现实意义。同时由于光伏电池能够与建筑物紧密贴合，不占用额外的空间，安装难度小，使用方便，能够减少对耕地的需求量。并且分布式光伏发电不会产生较大的噪音，由于其使用太阳能作为发电的能量源，因此不会产生污染。因此分布式光伏发电在灵活性、清洁性以及集约化方面有着传统发电模式难以比拟的巨大优越，逐渐成为现阶段发电技术发展的主要趋势。

但是我们也应该看到分布式光伏发电由于技术还不成熟，光伏电池的光电转换效率以及偏低，很难实现对大面积的供电需求。虽然分布式光伏发电的使用成本较低，在使用的过程中，不需要投入资金进行发电原料的购买，但是其生产成本较高，在一定程度上制约了分布式光伏发电的使用范围，压缩了其应用的范围与领域。

3分布式发电的引入对配电网的影响

3.1整体电压的影响

分布式发电的电压维持在规定的电压范围之内才能保证电能的整体质量，在分布式发电电源的接入后，配电系统就会呈现放射状的结构变为多电源结构，电流的整体方向也会发生相应的改变，致使电力系统中的一些电压发生变化，产生增大或者下降的结果，其中主要有两种方式的影响，一是分布式发电与当地的输出电量增加或者减少，就会出现抑制系统的电压波动，造成电压的不稳定形式；二是分布式发电形成与当地符合协调运行的脱节，尤其是对利用资源的影响很大，就会呈现很难控制的方式，因此，很难与当地的负荷协调运行，就会增大系统电压的波动。另外，在传统配电网的运作下，在稳定状态下，一般都是呈馈线潮流方向，电压呈现下降的方式，在分布式发电接入之后，在负荷恒定不变的情况下，其中电压的被抬高的多少就会与接入的分布式电网的位置以及总容量的大小形成相互影响的关系。

3.2对继电保护的影响

分布式发电接入配电网后,辐射式的网络将变成一个遍布电源和用户互联网络,潮流也不再单向地从变电站母线流向各负荷。配电网的根本性变化使得网络各种保护定值与机理发生了深刻变化。故障发生时为确保保护装置正确动作,应切断电网中的分布式电源。从而引发以下问题:(1)过电流故障的切除与分布式发电的切断在时限上的配合;(2)自动重合闸开断时间间隔内,确保分布式发电快速切断;(3)在架空线和地下电缆的混合线路中切断分布式发电,变压器空载运行,电缆对地电容与变压器的线圈发生铁磁谐振,产生不规则的高电压、大电流,严重威胁线路的电力设备。

3.3对配电网网络损耗的影响

分布式光伏发电的并网会对配网损耗造成一定影响，并取决于其接入的位置和容量。其接入配电网任意位置都会增加线路损耗，并且越靠近线路末端，损耗越大。当分布式光伏发电的并网容量较大达到一定的负荷时，会向配电网倒送功率，导致系统网络损耗加大。

4分布式发电并网影响处理技术

4.1分布式发电并网的控制和保护

当分布式发电与配电网并网运行时，当配电网出现故障时，为了使其与配电网配合良好，除了配电网本身需要配备一定的控制和保护装置外，分布式发电同样需要配备能检测出配电网中故障并作出适当反应的装置和保护继电器。对大型的分布式发电采取监控技术，包括分布式发电在内的配电网新的能量管理系统，对电网采取特殊的负荷控制以及管理手段，使得配电网继电保护等配置的影响降到最小，而且采取以预防为主的方式。

4.2分布式发电系统规划和运行

应当进行分布式发电的配电网规划研究，在配电网中对安装位置以及规模等进行优化，配电网应规划设计成方便分布式发电的接入并使分布式发电对其本身的影响最小。

4.3电力电子技术

新型的分布式发电常常需要大量应用电力电子技术，须研究具有电力电子型分布式电源的交流/直流变换技术、有功和无功的调节控制技术等。

4.4分布式电源的并网规程

分布式电源可以独立地带负荷运行，也可与配电网并网运行。世界上的一些发达国家和专门的学会、标准化委员会，如IEEE、IEC以及日本、澳大利亚、英国、德国等纷纷制定相应的并网导则和规程，中国也开展了这方面的工作。通过制定出分布式发电相应的规程和导则等可利于分布式发电的接入。

4.5采用微型电网技术

微型电网是为整合分布式发电的优势，削弱分布式发电对电网的冲击和负面影响，而提出的一种新的分布式能源组织方式和结构。微型电网应该是由各种微能源（风力、太阳能、柴油发电机组、燃料电池、微型燃气轮机、微水电等）、储能装置（蓄电池、超级电容器、飞轮等）、负荷以及控制保护系统组成的集合；具有并网运行和独立运行能力，能够实现即插即用和无缝切换；系统容量一般为数千瓦至数兆瓦；作为大系统的一个资源、根据大系统的需要对微型电网进行调节，可有效地作为切负荷的一部分来处理。

5结语

总之，分布式光伏发电并入配电网后，有利于再生能源的提高利用，对电网的安全经济运行有着积极的影响，应大力推广使用。但同时对配电网的继电保护、电能质量及网络损耗带来了不可忽视的影响。本文简要分析了上述问题，并提出了解决的参考措施，对工程实践中具有一定的指导作用。

参考文献

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