（广东电网有限责任公司茂名信宜供电局 525300）
摘要：大量的分布式电源接入配电网，使得配电网的结构和运行方式均发生了变化。随着配网自动化的普遍应用，含分布式电源的配网自动化应用也有较多的实际问题，一方面各地区的网架结构不同，另一方面近年来由于有大量分布式电源如小水电并入配网也会对配网自动化的实际应用产生较大影响，需要不断改善实施方案。本文介绍分布式电源对配电网的影响及其模型，并对分布式电源的配电网自动化的运行情况进行分析，提出分布式电源的配电网的运行控制策略和建议。
关键词：分布式电源、配网自动化、运行策略
1 含分布式电源的配电网影响及模型
1.1 分布式电源对配电网的影响
配电网中引入较多 DG 后，原有的放射状单电源网络就会改变其潮流，不再单向地流向各负荷，即转变成了一个分布有中小型电源的有源网络，并且这些变化都可能会对配电网的电压、短路电流分别产生影响，而且短路电流水平变化是与故障点的相对位置、线路阻抗、分布式电源容量之间会产生很大的影响。传统的旋转式分布电源在运行的过程中由于其短路电流的配置和变电站的配置基本一致，因此在接入电力系统后其产生的短路电流一般都比较的大。分布式电源并网的配电网拓扑结构和短路电流等会经常发生变化，而且还会影响配电网中保护和自动装置等设备的运行。
1.2 含分布式电源的配网模型构建
从电力电子装置的运行方式和控制策略上看，构建含分布式电源地配网模型时应当进行综合考虑，尤其是在选取节点类型时。当含分布式电源的配电网处在非稳定运行状态时很可能会影响电能地质量，对配电网的潮流及无功产生不同程度的影响，甚至如果没有及时地对其采取控制措施还可能会导致配电网中某些参数发生崩溃，这在很大程度上影响了负荷端的供电稳定性。多个分布式电源系统组成了一个完整地配电网，其中包含像小水电、光伏电池、燃料电池、风电机组这样能够提供能量的清洁形分布式电源。研究表明，受分布式电源系统本身位置影响，分布式电源和本地母线之间一般都会有一定的距离，这个距离就会导致二者之间产生一定的线路阻抗。当电网正常运行时，分布式电源与配电网处于并网运行状态；当电网运行出现故障时，配电网断开，此时分布式电源处于独立运行状态。
2含分布式电源的配电网自动化中的运行分析
配电网自动化接入分布式电源后若出现故障，其影响程度过程趋于复杂，在对含分布式电源的配电网自动化运行状况进行分析时应当进行全方位的考虑，不仅要考虑分布式电源自身原因，还要考虑是不是传统的非电源配电网元件发生故障所造成的。
和传统的同步电机相比，分布式电源的运行状态很可能会受到地理位置变化和气候改变的影响。由于传统的故障就按测和故障现象模拟方法已经无法满足电网的运行安全要求，所以在对分布式电源配电网故障特性进行研究时，应当充分考虑分布式电源的接入对大电网系统故障后电气量特征的影响。
基于逆变器接口电源在微电网孤岛运行时，分布式电源故障特性主要表现在以下几个方面：在系统正常运行状态下 PQ 控制模式逆变型分布式电源可以向系统注入功率，但是VF 控制模式逆变型分布式电源却和系统之间很小功率的交换，因此一旦电源系统发生短路，所有含 PQ 控制模式逆变型分布式电源侧将不会出现明显的故障特征，也就是电流幅值增大幅度不是很大；但是在 VF 控制模式逆变型分布式电源侧电流变化却表现出完全不同的特征，它的变化幅度非常的大，而且它的幅值受到 VF 控制模式逆变型分布式电源容量大小的影响。因此在对 PQ 控制模式电源侧进行保护时，应当充分考虑实际的电流变化幅值采取适当的启动和动作判据。
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在逆变型分布式电源并入配电网自动化运行之后发生故障的电气特征会受到故障点与电源位置的影响，主要分为以下几种情况：
第一种，分布式电源都在故障点同一侧，这个时候的故障电流主要是由配电网提供的，再加上和逆变型分布式电源容量相比，配电网的容量要大的多，所有逆变型分布式电源接入点电压也会比无配网连接时高，随着短路点距离逆变型分布式电源距离的不断拉近逆变型分布式电源的输出电流会逐渐达到极限。
第二种，分布式电源位于故障点两侧。受传统配网开环运行的影响。配电网电源只能在其中一侧，即大电源侧，这一侧故障特征与传统配电网故障特征相似。小电源侧的故障特征则和微电网孤岛运行时的故障特征大致相似。
3 含分布式电源的配电网的运行控制策略和建议
从配电网调度运行模式、可再生能源消纳、市场政策因素和需求侧管理的角度来看，电力企业必须针对分布式电源并网运行模式和孤岛运行模式，采取科学有效的措施来对系统进行协调优化，在不同的运行方式下应采取不同的控制策略。
在并网正常运行时，应当首先计算净负荷的值，根据净负荷的值来采取不同的控制策略，如果净负荷大于零，那么就由剩下的非可再生能源分布式电源和大电网根据优化调度算法计算的结果依次补给。如果净负荷小于零，就要对储能系统蓄电池进行充电，充满后将富余电能输送往配电网。二是在孤岛运行条件下，要首先考虑自然条件发电，像风能、太阳能等。当局部微网中分布式发电单元的发电量无法满足所有的负荷需求时，考虑通过蓄电池放电来满足。如果通过采用蓄电池放电还是不能满足负荷需求，就要对各个分布电源的输出功率进行整体的优化控制。
此外对配电网故障定位的方法较多样化，但需依据各种分布式电源接入配电网短路故障处理性能进行统筹考虑，并结合调度支持系统以及配电自动化系统的告警和数据，综合配变、DTU、FTU、故障指示器等装置信息进行判断定位故障和隔离处理。
（1）故障隔离。对于含分布式电源的配网故障快速定位和隔离，应把故障的影响隔离在最小范围，减小故障元件的损坏程度，缩短负荷的低电压时间，一旦发现分布式电源发生故障，应当及时准确的对其进行切除，充分保障配电网内非故障区域的正常供电，进而使配电网和分布式电源得以安全运行。
（2）故障恢复。基于先进的技术支持平台，建立了涵盖分布式电源影响的配电网故障恢复模型，对模型集合内各方案进行定量计算分析，列出优先级次序，并在此基础上改进了交叉和变异算子，有助于运行指挥人员根据实际情况迅速采取合理的恢复方案，做到对故障的高效处置。
4 结语
分布式电源作为传统集中电源的补充，有助于改善配电网的可靠性、经济性和抗灾性，但是分布式电源接入地区配电网后，不仅会改变配电网的潮流结构和短路电流幅值及流向，还将引起配电网容量不足和保护配置不完备等不利因素，同时分布式发电系统结构的特殊性和功率输出的不确定性导致了其网络模型和稳定性计算趋于复杂，这些都给配网自动化的管理控制和运行故障处理方面带来新的困难与挑战。因而，我们要继续深入对各类分布式电源在实际配网自动化运行中的问题研究，进一步优化算法，完善对策措施，实现配电网自动化对分布式电源适应能力的有效提升。
参考文献：
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[4] 王守相，江兴门，王成山.含分布式电源的配电网故障分析叠加法[J]. 电力系统自动化，2008.
作者简介：
王进强（1984.02）硕士研究生，工程师，从事配电安全运行管理工作。
论文作者:王进强
论文发表刊物:《河南电力》2019年6期
论文发表时间:2019/12/11
标签：分布式论文; 电源论文; 配电网论文; 故障论文; 电流论文; 电网论文; 负荷论文; 《河南电力》2019年6期论文;