（广西电网有限责任公司电力调度控制中心 530002）
摘要：分布式电源对优化能源结构、促进经济社会可持续发展具有十分重要的作用。随着近年来分布式发电技术的性能明显改善，其在经济、运行、环境中的技术优势也明显提高。实现分布式电源在电力系统中的大规模接入是未来电力系统的发展重点之一，但同时也带来了一系列新的问题。笔者作为电网调度人员，根据自身工作经验对分布式电源的特性及其接入对电网的影响进行了分析，希望能为相关人士提供借鉴。
关键词：分布式电源；接入；电网影响
背景
随着电力负荷需求的迅猛增长、负荷类型结构的多元化发展以及人们对电能质量和市场服务要求的提高，电网中故障处理不当极易发展为大面积停电甚至全网的崩馈，对系统的安全性、可靠性带来的威胁。另外远距离的输电使得负荷末端的电压质量难以得到保证，高电压产生的电磁波及线路走廊的问题也越来越得到重视。而分布式发电对环境污染小，能量利用率高，通过与配电网互联，增加了配电网的裕度，提高了系统供电的可靠性，为电网无法延伸的边远地区解决了用电困难问题。除了灵活的安装性、节能环保及高利用率外，与集中式发电技术相比，分布式电源还可以减小输变电投资和运行费用、减缓配电网络改造、改善电网削峰填谷性能和提高供电可靠性，对大电网起到有力补充和支持作用。分布式电源的并网运行已经是不可阻挡的发展趋势。
1.分布式电源的概念及分类
分布式电源是区别于大规模、长距离的集中式发电而言的小型发电单元，发电形式多样，包括风电、太阳能发电、生物质发电、燃料电池和地热等等。分布式多为表示地理或能源方式的分散性。有关分布式电源具有装机规模小；直接面向用户；通常接入中低压配电网；发电类塑环保高效，大多数分布式能源是清洁能源的基本特征。
2.分布式电源并网技术
分布式电源的并网不仅构建了电网和分布式电源的物理联系，也形成了分布式电源和外界的电气联系，同时实现了对分布式发电单元的监视、测量、控制和保护。根据分布式电源的特性，并网方式分直接并网和逆变器型并网两种。
2.1直接并网方式
广泛应用于风电厂中，是最简单、廉价的方式。汇流母线上加装了集中无功补偿装置。并且双馈机的直接并网模式，由于风机形式的不同，该种并网类型在有功和无功控制能力较上种形式更强。
2.2逆变器并网方式
采用电压源变换器技术取代了传统的晶闹管变流技术，实现发电侧与系统侧的解稱，实现功率完全可控运行。在每一个发电单元中均配置电力电子变流装置，形成直流母线，然后通过并网变换器实现并网接入。在太阳能光伏发电系统并网中较为常用。这种方式最大的优点在于：可以实现灵活的个体控制，各发电单元能够单独实现最大功率追踪，并且能够方便地实现并网和独立运行两种模式。其主要缺点是：一次性投资大、维护费用较高、同时协同控制也较复杂。
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3.分布式电源的接入对电网影响
3.1分布式电源的接入对电网调节能力的影响
由于分布式发电出力具有波动性，分布式发电增加的发电能力并不能减少旋转机组的备用量，相反电网必须为分布式发电场准备大量的旋转备用机组来解决其出力波动性的问题，使得常规机组保持在较低的效率水平。从本质上讲，在用电负荷一定的前提下，分布式发电并网，相当于降低常规可控机组的出力，使用不可控的间歇电源。系统供电电源中，可以调节的比例降低了。在存在调峰难问题的广西省，如若系统调节能力不变，随着分布式发电的接入，问题将更加明显。
3.2分布式发电入网对配网保护的影响
继电保护装置是通过找出系统故障时和正常运行时的变化特征来实现保护功能，变化特征越明显，保护性能越好。出于运行简单性和继电保护经济型的考虑，我国的电网釆用闭环设计，幵环福射状结构运行。相间短路保护装置采用反应线路一端电气量变化的三段式电流保护或反时限过流保护。都是反映电流量升高而动作的保护方式，通过设定不同的动作值和动作时间构成不同的保护范围，共同实现主保护和后备保护功能。单相接地的保护装置，对于中性点不接地的配电系统，发生单相接地故障后，装设在变电所母线上的接地监视装置根据检测出的零序电压，带延时动作发信号。如果单相接地电流能满足保护的选择性和灵敏性要求，也可安装零序电流保护。如零序电流保护达不到灵敏度要求或不便安装在接线复杂的网络时，可用零序功率方向保护替代。中性点通过低阻接地系统中单回线路一般通常装设两段零序电流保护。配电自动化的发展是电力市场改革和经济发展的必然结果。实现配电自动化的关键是通信技术。馈线自动化是配电自动化的主要内容，是通过对配电网全网数据的采集和控制，正常情况下实现数据采集、状态检测及进行调压和优化；事故情况下实现故障的定位、隔离及供电的恢复。目前国内外普遍采用的馈线自动化模式有两种：不依赖于通信技术的基于重合器与分段器配合的馈线自动化和依赖通信技术的基于通信网络和的馈线自动化。
3.3分布式发电入网对配网电流保护的影响
分布式电源的类型不同，短路时形成的等值电抗大小不同，注入的短路电流的能力也有差异。表是根据等人对不同类型的分布式电源短路电流能力的总结得到。对于采用逆变器方式并网的，因为电力电子元件不能承受短路电流进而自身实现关断，特殊情况下当其所带负荷小于额定负荷时，变换器会短时向系统提供大小为额定电流和运行电流之差的电流，所以这类基本不会对系统保护产生过大的影响。
3.4分布式发电入网对配网重合闹的影响
自动重合闹装置是指系统发生故障，断路器跳闸后经过整定的时间使断路器自动重新合闹的装置。配电网中发生的故障多数是瞬时性的且配电网由单电源供电，因此出于经济性考虑断路器只安装在线路出口处并仅设置三相重合闹。这种保护无论发生接地还是相间故障，保护都动作于断路器三相断开，然后重合闹装置再将三相同时投入。优点是经济、简单、有利于瞬时故障的恢复。缺点是没有选相功能，单相永久性故障时，会扩大停电面积。
重合闸和继电保护的配合分为重合闹前加速和重合闹后加速两种形式。重合闹前加速指在故障后第一次瞬时动作跳开断路器，然后重合间，合间后故障依然存在则保护按规定时限有动作有选择性的切除故障。这种方式有利于瞬时故障的切除，适用于配电网络。缺点是若重合于永久性故障，切除时间长，对系统会造成二次冲击。重合间后加速指系统故障后第一次按定时限选择性的动作于保护跳闹，然后重合闹，合闹后故障依然存在则保护瞬时跳闹。这种方式适用于高电压的输电线路，因为输电网供电范围大、故障后易导致大面积停电。
4.结论
分布式电源的接入会使得单电源配电网络变为双向乃至多向的电源网络，对传统配电网保护产生了不容忽视的影响。分布式电源直接向负荷供电，有利于减轻网络潮流，降低电网损耗，增加供电裕度，提高重要用户的供电可靠性，也是解决电网无法延伸的边远地区的用电困难问题的重要途径。在积极促进分布式电源发展的同时，为保障公用电网和其他用户的安全可靠运行，做好分布式电源规划与电网的规划协调衔接，明确分布式电源并网技术标准，规范分布式电源的接入及管理，对保证电网稳定运行具有重要意义。
参考文献：
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[3]张勇军，瞿伟芳，林建熙．分布式发电并网的网损影响评价指标研究[J].电力系统保护与控制，2016，9.
论文作者:沈梓正,陈新凌
论文发表刊物:《河南电力》2018年19期
论文发表时间:2019/4/15
标签：分布式论文; 电源论文; 电网论文; 电流论文; 故障论文; 系统论文; 方式论文; 《河南电力》2018年19期论文;