分布式电源并网对于配电网的影响研究

分布式电源并网对于配电网的影响研究

于欣航

国网内蒙古东部电力有限公司乌兰浩特市供电分公司 内蒙古自治区兴安盟137400

摘要：社会经济发展的背景下，人们物质文化需求不断增长，生产生活对电力的需求不断增大。分布式电源与配电网的结合有利于满足特定用户群体的供电需求，提高供电可靠性，但分布式电源并网对配电网也存在影响。本文分析了分布式电源的优势，并从分布式电源对配电网可靠性、分布式电源并网对继电保护、分布式电源对配电网电压、分布式电源对配电网电能质量、分布式电源对配电网规划等方面探讨了分布式电源并网对配电网的具体影响情况。以此满足电力系统供电需求，为社会经济发展作出贡献。

关键词：分布式电源；配电网；电力系统

环境保护已经成为经济发展的重要影响因素，为避免传统能源危害，需要不断极大对新能源的开发力度，电力行业积极进行新能源研究，风力发电、水力发电等都成为了当前电力行业的重要工作内容，体现出能源在电网运行中的重要性。分布式电源与配电网的结合有利于提升再生能源效率，对分布式电源的应用和发展有着重要影响。

1引言

并网分布式电源按其并网接口类型可分为逆变器接口和旋转电机接口两大类。逆变器类型分布式电源主要包括光伏、双馈式风电机组等；旋转电机接口分布式电源主要包括三联供、生物质发电等。不同类型的分布式电源对配电网的影响存在差异。同时，并网分布式电源容量、接入位置及功率因数等不同时，对配电网的影响也不尽相同。

2常见的分布式电源

2.1风力发电

常见的风力发电主要有并网型和独立型，也有的风力发电机组和大电网或者其他发电方式互补运行，例如风光互补发电系统。独立运行的发电机组常常在草原牧区、孤立海岛、山区农村等较偏远的地区使用。并网型风力机组是现今主要的风力发电形式，主要包括恒速恒频和变速恒频两种类型，通常在风能资源丰富的地区建立大型的风电场，经过输电网送至负荷中心，使得风能这种清洁能源得到充分利用。

2.2光伏发电

目前利用太阳能发电主要有独立光伏发电系统、并网光伏发电系统以及屋顶发电三种形式。其中，并网型光伏发电由于其自身优势得到大力发展。根据有无蓄能单元，分为可调度式和不可调度式。光伏并网系统最重要的组成部分就是并网逆变器。并网逆变器不仅起到直流电转换为特定频率的交流电的作用，对电压也有重要的调节作用。另外还可以起到抑制谐波的作用，不会因为光伏发电的并网给电网带来谐波污染。

2.3微型燃气轮机

微型燃气轮机是近几年刚发展起来的分布式发电技术，具有清洁高效、便于维护等优点。它所发出的高频交流电需要通过电力电子器件转换后才能并入电网。典型的微型燃气轮机由调速系统、励磁系统和电力电子装置组成。其中，电力电子装置主要包括AC/DC整流变换器、带电容的直流母线和DC/AC逆变器。调速系统的主要作用是根据负荷的变化来调整微型燃气轮机的有功输出。励磁系统和电力电子装置主要作用是保持微型燃气轮机输出电压的恒定。

3分布式电源发电特点

分布式电源（简称DG）发电，主要是可再生能源发电，其主要发电形式为低高温燃料电池、光伏（PV，单晶硅、多晶硅）、聚光光伏（CPV）、薄膜太阳能、小型水力发电、风能发电、潮汐发电、海洋热能转换等，其特点是发电具有间歇性、波动性以及发电极限无法确定无法准确预测发电容量界限等。将其并入现有电网，既对电网形成了有益补充，也给电网正常运行带来了新的挑战。

4分布式电源并网对于配电网的影响

4.1对配电网规划的影响

分布式电源的接入，使得配电网规划突破了传统的方式，主要表现为分布式电源的接入会影响系统的负荷增长模式，使原有的配电系统的负荷预测和规划面临着更大的不确定性；配电网本身节点数非常多，系统增加的大量分布式电源节点，使得在所有可能网络结构中寻找最优网络布置方案更加困难；由于分布式电源的投资建设单位多为投资公司、私营企业或个人，在项目建设中往往仅从经济效益方面考虑，缺少中期或远景的项目规划，存在较大的不确定性，这与供电企业配电网规划的前瞻性存在明显的不匹配。

4.2对配电网电压的影响

4.2.1电压升高

简单配电网是放射式的接线方式，而馈线作为配电网的基本单元，它的线路呈现出树状分布。传统配电网，电力由电源朝着负载单方向流动，正常运行时，电压顺着配电线路是逐步减小的，而分布式电源接到负荷侧或用户附近时，就可能出现潮流反向现象，甚至用户侧电压高于变电站母线电压。而我国馈线的等级基本为10kV，分布式电源接入时，会使馈线各点的电压升高，电压偏差约7%左右。

4.2.2电压降低

电源的DG总容量和接入位置又决定了分布式电源对馈电线上的电压分布的影响程度。当分布式电源接入到调压变压器或电压调节器等调压装置的下游时，压降补偿装置所测量到的负荷会减轻，以维持馈线末端电压达到规定标准。所以电压补偿时所设的目标电压值低于实际设定值，接入DG后馈线上的电压低于未接时的电压。所以调压可以通过改变DG总容量和接入位置来实施。调压方案则还需要根据具体情况来应对和实施。

4.3对继电保护的影响

首先，DG接入电网后，原有电网结构发生改变，会导致电网潮流分布改变。其次，故障时，DG向故障点提供短路的电流不确定，会因DG并入电网位置不同而增加或减小短路电流，进而影响到电网短路电流的方向及大小。所以，DG接入电网后，会降低继电保护的选择性、可靠性、速动性以及灵敏性，危害配电网安全运行。

4.4对电能质量的影响

分布式电源对配电网电能质量的影响主要为电压闪变、波动以及谐波污染。第一，电压闪变主要是由于分布式电源的启动、关闭的不确定性有关，分布式电源的开闭与用户的需求以及天气情况有关。若分布式电源突然开启或关闭，馈线电压设备也会受到影响，从而出现电压闪变。第二，在传统配电网络中，线路负荷的变化会引起电压波动。而分布式电源并网引起的电压波动则是要根据当地符合协调状况来确定。若分布式电源与线路负荷不协调时，可能会引起较大的电压波动。分布式电源并网会由于介入位置、容量以及控制等方面因素的影响，在加上负荷的变动较大，使得配电网络的电压调整更加复杂。

4.5对网损的影响

配电网损耗主要与系统的潮流分布有关，而分布式电源并网对于系统潮流分布有着直接影响，因此就导致配电网损的增加。分布式电源的连接可导致输送功率增大，从而增加了系统损耗，这主要是与分布式电源的接入位置、容量、负荷以及网络拓扑结构有着密切的相关性。有文献指出，网损的变化与分布式电源的接入位置有密切的相关性，总体来说会随着距离的增加出现先下降后升高的趋势，且最低值在馈线中线部位。

结语：分布式电源作为传统电能的补充形式，其应用及发展已经展现出一定价值，自身保持灵活、高效的应用特点，满足清洁能源的应用需求，将是未来电力系统发展的重要形式。但分布式电源接入对配电网的影响也是考虑的重点，需要不断结合智能电网技术展开深入研究，为分布式电源大规模接入配电网提供技术支持。

参考文献：

[1]杨刚,管霖,林凌雪,等.分布式电源并网对配网馈线供电能力的影响分析[J].电力系统及其自动化学报,2020,32(1):8.

[2]黄宏盛.分布式电源接入对配电网电压波动的影响分析[J].电气自动化,2020,42(6):3.