分布式电源接入电网的影响研究

分布式电源接入电网的影响研究

阮石宝

公诚管理咨询有限公司 广东省肇庆市 526060

摘要：本文具体介绍了分布式电源对于电网的影响，从分布式电源对于其安全运行、电能质量、调控运行、继电保护、涉网作业安全等多方面的影响，从组织、管理、技术等方面提出对策和建议，以提升分布式电源并网安全管理水平，从而保障电网安全稳定运行。

关键词：分布式电源；电网

引言

分布式电源，是指在用户所在场地或附近建设安装、运行方式以用户侧自发自用为主、多余电量上网，且在配电网系统平衡调节为特征的发电设施或有电力输出的能量综合梯级利用多联供设施。其较传统发电有自身的特点，其对于改进能量组成、减少污染排放并提高使用效能有着重大意义。

一、关于电网正常工作的影响

过去，分布式电源规模及单机容量较小，且多以备用电源、局域电网电源的形式出现，通常不与电网电源联供，运行方式简单，对电网工作的影响经常被忽略不计；现阶段，因环保压力，能源储备，优化能源结构等需求，太阳能发电、风电发电、抽水蓄能发电、沼气发电、地热发电等各种小型发电被大力推广普及，分布式电源无论数量还是规模大副增长，其对于电网稳定性影响也随之凸显。主要表现在以下几个方面：

（一）对于规划的影响

分布式电源本身具备较为分散的特点。建设规模、建设地点灵活多变，形式多样，建设周期短，具有随机性、突发性的特征，加大了电网规划的难度，尤其是对中、低压配电网的影响较大。

（二）对电网运行的影响

在分布式电源未接入前，电网本身是单向流通，电能由电厂流向电网，再由电网流向用户，随着分布式电源的接入，这种格局发生变化，负荷端同时具备负荷及电源双重性质，有时随着分布式电源规模的扩大，部分线路由原单向潮流向双向、多向潮流发展、有地区的农配网线路的潮流形式多达数种，加大了电网调度的难度。

另由于分布式电源的无序接入，对电网运维检修带来新的安全隐患，增加保证线路检修期间线路不带电状态的难度。对于无电源接入的线路检修，跳开关，合地刀，即可保证线路无电状态，因系统电源开关受供电部门管控，整个检修在一种受控状态；对于接有电源的线路检修，首先要保证与检修线路物理连接的所有电源可靠切除，所有的关联地刀合闸，才能判定线路处于无电可操作状态，还要保证检修期间所有电源不得误投，由于电源并网断路器跳闸的管控属电源运管单位，电网部门对其不完全可控，在信息不通畅的情况下，易发生误操作，可能危及电网检修人员的生命安全。

（三）对供电稳定性及电能质量影响

分布式电源供电稳定性通常与场址位置、连接方式、自然环境、发电装置特征相关，受上级能源限制，如风电发电受风资源影响，光伏电站受日照资源影响，其能源转换过程是一种非稳定、不连续的过程，发电特征曲线以波动曲线性居多，其对电网影响的外在表现，系统电压波动明显、偏差大，特别是线路末稍接有分布式电源时，往往发电峰值时段，线路末端电压超越规定上限；发电低谷时段或不发电时，线路末端电压不满足规定下限要求。

分布式能源工程，受一次能源不稳定限制，其在能量转化过程中常使用IGBT技术，IGBT是一种通过电力电子技术将非正弦波状的电压、电流强制成正弦波状输出的技术，该设备在波形转换过程中，伴随产生谐波电流、谐波电压、直流分量、三相电压不平衡电压、对电网电能质量有不利的影响。

（四）对于管控的影响

因有国家政策的扶持，分布式能源项目相对其它行业的投资回报率高，收益有保障，而本身规模不受限制，可大可小，投资门槛相对较低，自2009国家下发了一系列鼓励分布式能源的政策以来，分布式电站的建设成几何倍增长。

分布式电源数量、体量增长，对电网的影响日益加巨，但与之相匹配的电网管理并未同步发展，如调度平台升级、人员培训、安全生产制度健全，给电网的调度、运维带来了巨大压力。

（五）加大电网分析的难度

分布式电源本身所输出功率波动较大，严重时，甚至在较短的时间内引起线路电能潮流顺-逆转化，使得电网潮流分布更复杂，电网模拟分析难度进一步提升。

潮流分析是电网稳态、暂态分析的基础，现国内常用的电网分析软件有PSASP、BPA、MALTAB等软件，这些专业软件，软件版本更新较慢，早期软件开发员以燃烧矿物的发电机组、水轮发电机组等为对象构件模型，模型有较强的针对性，对于近年兴起的风电、光伏、光热、储能等类型的发电系统，不能很好表达其特征，不能完全适应现代电网分析的需求。

（六）对于电路检修的安全影响

由于分布式电源使得电网本身的构造趋于复杂化，因而致使对应的电路检修、维护工作的难度也日益提高。在供电系统整体出现问题需要人工修理的时候，极有可能因为分布式电源的运行协调不够到位而引发意外，威胁到工人乃至人民群众的生命安全，并且随着分布式电源的日益发展壮大，这一隐患将会愈发严重。

二、分布式电源接入电网的相关安全措施升级

（一）分析软件智能化

加快模拟分析软件平台的更新换代，对于不能满足现状的分析软件积极强制淘汰，鼓励模拟软件平台升级。新模拟软件平台至少在以下方面强化：

1）应能适应超电压电网的模拟需求；

电源模型分类应更加细致，随着国家能源发展政策的转变，鼓励分布式能源的发展，电源型式多样化趋势明显，软件平台模型类型应更加丰富，电源模型多样化、动态化，能充分表征新型能源的发电特性，常见分布式能源及发电装置类型如下表：

2）模拟过程动态化；

元器件模型有动态变化的设置接口，软件应满足结果动态输出。

（二）强化电力预测

与常规电源不同，依托太阳能、风能的分布式电源，决定发电出力为不可控制的自然力，供电量变化随机性较大，且具有普遍性，表现为大规模的共同概率曲线特征。如果能够依据该特点制定相应算法，通过天气来对此类已记录的分布式电源进行评估预测，进而实现做好应对策略准备，就可以切实的解决峰值不稳定难以应对的问题。

（三）加深对于孤岛效应的预防研究

孤岛效应的危险性很高，是威胁电力系统正常运行的一大隐患，会威胁维修工人的生命、损毁电器设备。而安装孤岛检测装置就可以切实的解决在太阳能发电系统电力体系中的异常孤岛现象。为了有效的组织孤岛效应，我们应该从主动与被动两方面出发，切实的解决孤岛问题。

目前主动检测的方式因为其设备造价高昂，效率较低而且施工困难，因此可以与造价低廉的被动检测相结合进行高低搭配、功能互补。

（四）加强全过程安全管理

分布式电源的安全高效接人需要各部门协同，建立服务 分布式电源并网管理的衔接机制。加强电网规划、调控、营销、运检等部门协调配合，梳理 分布式电源并网管理的各环节，明确业务流程，理清责任界面，实现业务流程运行的横向协同和纵向贯通。做到分布式电源并网技术管理衔接，接入设计和电网一二次系统运行衔接，并网工程技术监督和电站验收投运的衔接。

（五）加强工程前期管理

专业部门在对接入系统方案进行评审时，要重点审查接人系统方案是否满足安全技术要求；评审所属继电保护及安全自动装置时，应严格遵守有关设计、运行和管理规程规范，与电网相配合。在签订分布式电源接人工程施工合同时，由运检单位与施工方同步签订安全协议，明确各方安全职责、保障安全的措施和违反安全规定的处罚办法，未签订安全协议的工程不得开工。

三、结束语

分布式电源并网对配电网的电能质量、继电保护、调控运行及涉网作业安全带来一定的影响，需要采取一系列组织、管理和技术措施，降低和消除分布式电源接入产生的安全风险。

参考文献：

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[2] 王峰，王春宁.分布式电源接入系统方案典型设计研究及应用[J].电气应用.2015（21）

[3] 阎鼎，包海龙，程浩忠，方陈.配电网中分布式电源最大准入容量优化配置[J].电力系统及其自动化学报.2015（10）