分布式电源并网对配电网的影响分析

分布式电源并网对配电网的影响分析

朱丹

国网天津市电力公司蓟州供电分公司，天津 301900

摘要：将分布式电源与配电网进行对接，可以更改传统的电能输送方式，具有较大的发展情景，是未来电网的发展趋势。与原先的电源相比，分布式电源具有环保节能等诸多优势。若将现代化智能信息技术融入到分布式电源，对一些不好的因素加以控制，使影响降到最小，那么将分布式电源对接到配电网中的研究将是一个具有无限可能的领域，是未来持续关注的重要方向，是符合现代化发展的一项重要技术。

关键词：分布式电源；配电网；影响

1分布式光伏发电并网要求

1.1接入方式

不同于低压电网以及大电网的是，分布式电源在并网中需要将首要要求放在安全性上。要避免大电流和高电压影响与破坏到分布式电源。此时一般会用到变压器处理过多的电流和电压。要确保并网后系统能够稳定输送电能。假设并网电压有着明显差异，要做好光伏发电系统容量控制工作。低压电网变压器负责总负荷25%左右。此外，并网短路电流不可以超过整个系统1/10的额定电流。参照国内某山区条件，分布式电源的装机容量和电压等级为：在容量—≥5—kW时电压220—V；在容量为8~400—kW时等级为380—V；在容量为400~6000—kW时等级为10—kV；在容量≥6000—kW时等级在10—kV以上。并网环节假设高低电压的条件都能够满足接入要求，通常会优先选择低电压，减少并网负面影响和作用。

1.2电能质量以及其他要求

我国对分布式电源的研究目前正处于发展阶段，国内光伏发电的质量存在很大的不同。并网前需要重视评估工作。光伏发电电能评估指标包括很多，如变流器型号、并网方式、电源容量等都是考虑的对象。PV—system并网后电能可以为周围地区提供充足电能。在谐波、电压波动、闪变、电压偏差中都要满足国家—要求。

1.3分布式电源的基本原理

1.3.1分布式电源同步机型DR的基本原理

分布式电源的同步机型DR在进行并网的过程中，同步机对应的转子的转动速度与并网点的电压转动速度相同。如图1所示的分布式电源同步机的整体发电系统，原动机带动发电机进行转动，经过线路的对应相连，将其连接到大的配电网中。在正常运行环境下，处于平衡状态的发电机输出功率与其输入功率相等。

图1同步机发电系统

1.3.2分布式电源逆变型DR的基本原理

分布式电源逆变型DR经常使用PQ和VF方式进行控制。但是，一般情况下，由于PQ的控制方式能够直接控制输出时的功率，因此通常使用PQ控制方式进行分布式电源逆变型DR的控制。运用PQ控制的参考数量方式有电压控制和电流控制两种。以常见的逆变型DR为例，这是一种最普遍的完全功率的变换风机，整个系统正常运转时，PQ将检测到DR的正常使用功率和无功功率，将这两类功率输入到PQ模块后，将正常使用的功率与无功功率与其参考值做差值，并且通过PI的对应控制系统以及电流的限制系统得到对应的参数，同时将其输入至电流的对应模块进行控制。在电流对应的模块控制过程中，检测电流的模块将检测到的电流数值进行转换，同时与PI对应的控制系统和电流限制系统的数值进行比较，再通过控制得到所需要的PI参数，将参数经过dq转换为所需要的信号驱动，进而给予正序的电压相关的数值，实现DR的控制过程。

2分布式电源并网对配电网的影响

2.1分布式电源的并网连接对配电网分布规划的影响

将分布式电源与配电网进行对接的目标，是电力搭建发展的重要方向。分布式电源将配电网进行对接，极大地影响了原有结构的复杂性，使得电能供应方面的依靠性、灵活度难度增大，进影响整个电网的运转效率。

针对电网分布规划，分布式电源对接配电网将面临如下影响：

（1）由于在分布式电源输送过程中需要接入配电线的相关线路，工程的实施将会对原有电路的稳定程度造成影响，进而加大对应电路的电网分布格局的删选难度；

（2）分布式电源的接入还存在一定的不确定因素，一定层次上会使电网的分布规划员工对于系统能够承担的电能负荷不能拥有一个明确的推断；

（3）原先的电网分布，增大了将分布式电源接入的管理难度和电网运营问题。之前的电源输入方式是以两路供电作为小型使用用户的输入，但是由于电网的整个系统模式的转变，极大地影响了用电的稳定性能和安全性能。电网为了降低这一影响，增加了对应的设备数量，而这样的举措加大了电网公司设备的运营成本和管理难度。

（4）将分布式电源与配电网对接，在一些因素的影响下会对输送电源设施设备的容量造成困扰，使得一些电能设备处于闲置的情况，造成电网公司投入成本较大且难以收回的现象。

2.2分布式电源接入将影响电能的质量

（1）分布式电源进行接入后，不但转变了原先的电能系统结构，而且转变了交换电流的装置使用，造成电网产生较大的谐波。所以，当分布式电源对接到配电网时，要重视对谐波的检测，注意谐波是否达到一定的标准。在分布式电源中，谐波的产生与该电源对接的位置有极大关系，位置不同，电压就会有所不一致。根据规律可发现：越是接近母线，谐波的影响越小；越是接近线路的最后边，影响越大。

（2）分布式电源的对接会产生电压闪变的现象以及对电压的下降有所控制。在接入的过程中，如果配电的相关结构出现单方向的短路问题，会降低电压的下降；反之，节点不同则会使电压的增加幅度有所不同。若电源的容量较大，那么电压的增加较为明显。除了电压的升降幅度外，闪变也是分布式电源对接的一个重要现象。这种现象的出现可能在于电动机的开启、制动器、输出功率的波动频率等。

2.3分布式电源对接并网对继电器的影响

在电路问题中，有两种故障问题出现的形式，分别为短路故障和断路故障。由于电路中电流流入过大，会造成短路现象，严重则会毁坏设备或者引发火灾。继电器的对应保护装置是避免此类事故发生的重要设备。但是，实际中发现，分布式电源并网会对该保护装置产生某种程度的影响。由于分布式电源的接入会使输送电源的路线问题发生与原先不一样的变化，增加了继电器保护装置的不确定因素，对保护设备的保护灵敏度和保护范围造成影响，进而使得电线线路的复杂程度加深。可见，分布式电源的接入在一定程度上会影响继电器保护的精准性和确定性。

2.4对电网规划的影响

传统的电网发电计划主要依赖于对负荷的准确预测。由于分布式电源的发电量受外界因素影响大，影响并网后电网的负荷量，使其具有更多的随机性与时变性。分布式电源并网对短期负荷预测造成影响，从而增加了电网的合理规划难度。分布式电源的接入会对电网效益造成一定的影响，而分布式电源并网的技术还不够成熟，存在布局的规划不合理、管理的方法不适当等问题。这些问题使得电网运行中损耗变大、配电网成本增长，影响电网的效益。因此，需要对并网后的电网进行科学合理规划，以提高电网效益。

结束语

关于配电网的构成，我国大部分是以链式结构覆盖整个居住地区，但是当分布式电源接入其中后，会导致之前的电网构造出现严重的破算现象。因此，如何既拥有原有的电网构造又能将其融入分布式电源并网中，是该领域讨论的重点。从分布式电源并网的原理和优点出发进行剖析，重点分析分布式电源并网对于配电网的重要影响，希望能够为今后电力结构发展提供理论支持。

参考文献

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