摘要：随着国民经济的发展，日常生活、工业生产等活动对用电量的需求日益增加。传统的集中性供电已经供不应求，分布式发电的配电网应运而生，它以其简洁方便的特点快速涉及到工业生产、生活等活动领域，增加持续性及可靠性的供电量。但分布式发电进入配电网也带来了一定的供电风险，例如配电网结构变得更为复杂、供电电压出现不稳等情况。
关键词：分布式发电 配电网 供电风险
一、含分布式发电的配电网发展现状
分布式发电（DG）是指在或者接近负荷端用小型的发电设备（供电量为几十千瓦到几十兆瓦）给特定用户供电。将分布式发电设备接入到配电网中，它可以连接到电网的设备发电和储能的技术与系统，输出持续性的、可靠性的、波及范围更大的供电量。
分布式发电因其供电设备简小、便利，所以占用的投资较少、建设周期短，且能够弥补集中式发电站不能随地建设的缺点，分布式发电设备可以通过填谷造峰，实施给偏远地区的居民、商业用户供电；作为备用电源的存在，不仅可以在高峰期间增加集中、经济性的供电量，分布式发电并入配电网还做到充分地利用配电网整体资源，响应了目前政府节能、环保的号召。
因此在国内外，分布式发电一经面世就迅速得到人们的认可。政府积极增加含分布式发电的配电网的建设，持续创新将分布式发电与新能源相结合，力求做到充分利用可再生资源发电、保护环境和可持续发展。分布式发电在国内外都还有巨大的发展潜力。
二、含分布式发电的配电网存在风险
但我国的含分布式发电的配电网还在发展初期，还存在着一定的安全风险。
（一）、配电网结构变复杂
分布式发电设备加入到配电网后，使得网络结构变得复杂。配电网中某一个DG设备出现故障，由于并联作用，会导致其他电源设备甚至整个配电网络出现问题；其次，分布式电源由于其供能容量很小，在出现故障后，即使整个配电网电源关断也很难被定位到位置所在，即所谓的孤岛效应。这些都对电网的安全使用造成了影响，也加大了电网的工作人员在维修使用过程中面临的技术和人身安全问题等。
（二）、配电网潮流流向改变
分布式供电设备连接到配电网中，增加了负荷端数量，导致了配电网中电流、电功率流向等发生了改变。传统放射状的配电网结构中潮流流向是从高压端到负荷点单向流向，而当DG设备接入电网之后，潮流流向可能转为逆向潮流，即从负荷流向馈线。增加工作人员的控制难度。
（三）、配电网继电保护装置灵敏度降低
配电网中的继电保护系统和装置一般已经配备完成，不会因为加入了新的分布式供电装置而进行改动。那么新的DG设备出现问题，原有继电保护系统就无法提供保护，甚至由于分布式电源装置电源的不及时切断导致配电网系统的重合闸失败。潮流流向的变化导致继电保护区域的面积缩小，影响继电器之间的配合工作，对其正常工作造成影响。其次，DG设备的载入还会降低配电网原来电网线路的灵敏度降低，出现DG设备并入后新的配电网线路并联分支保护灵敏度出现差异，导致并联电路分支出现故障；或者DG设备分支上的继电器出现判断失误，使得没有出现故障的分支失去主电源的供电等等。
（四）、电能质量出现问题
电能质量问题指电压、电流或者频率出现偏差导致用电设备故障或者是无法正常工作。分布式供电装置接入对配电网对电能质量的影响主要表现为电压偏差、波动，谐波等。
一）电压偏差
DG设备并入配电网导致电压偏差。DG设备的容量及载入位置改变了原来呈辐射状的传统配电网上电压沿潮流方向逐渐降低的态势，导致配电网线路上的各节点的电压分布发生变化。再者，由于DG设备存在无功输出，使得配电网线路上各个负荷节点处的电压被抬高，从而出现电压偏差。
二）电压波动
分布式供电设备受气候和环境的影响较大，输出的电压不确定性会造成所在的配电网的电压也出现波动。例如，风能、太阳能等凭借自然资源发电设备易受环境影响，风力的大小以及光伏电池板接受太阳的程度都会影响DG设备输入到配电网中的电压。
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三）谐波
分布式电源载入还会导致配电网出现谐波污染。DG设备一般通过变流器等电力电子设备载入配电网中，如风力发电需要变频器来控制风速，从而稳定产生的电压与频率。电力电子设备频繁的连通与关断导致在开关附近产生大量的谐波电流，这些谐波电流继而注入电网，对电网造成谐波污染。且越靠近开关，谐波污染量越大。
电压偏差或是波动会对需要恒压电源的企业带来影响，例如产品效益的降低。
（五）、电网损耗
分布式发电设备加入配电网会导致配电网整体的负荷端增加，导致电网中载入的变压器数量增多，电网中原有继电保护器效率的降低，配电网结构的复杂老化等，最终导致配电网的损耗加快。
三、含分布式发电的配电网应对措施
（一）、配电网结构复杂
严格把控分布式发电设备的并入位置，对于容量较小、易被忽略的DG设备重点关注，避免孤岛效应的出现，根据供电设备与终端用户的位置将配电网上的DG设备区块化。提升相关人员的技术熟练度，丰富相关管理技术的理论知识等。
（二）、控制配电网潮流流向
将分布式供电装置设置在与用户端合适的位置上，综合负荷端及DG设备的容量等指标，合理计算电网线路长度以及中间的变压器等，防止出现潮流流向逆流，或是逆流对线路其他部分的影响。
（三）、提升继电保护装置灵敏度
给载入的分布式电源配备继电保护装置，将电网线路上总的继电保护设备按照地理位置，缩小其保护范围。实施双层继电保护，且对电源保护要求确定，防止低压和过压、低频和过频、防孤岛和恢复并网保护等。
（四）、电能质量的改善
将分布式发电装置安装在电力用户附近，减少传输过程中的输电损耗。扩大配电网的短路容量，消耗DG设备输出的无功功率，一直电网线路中负荷变动引起的电压波动。加强DG设备载入配电网使用的变流器的控制，严格把控接入点的输入电压稳定性等。减少电力电子设备等得连通与关断的频率，提升系统的稳定性。
（五）、控制电网损耗
对于分布式供电设备，严格把控其载入的位置、容量等。依照并入的DG设备容量，调度总配电网线路上的变压器的运行台数及运行功率在合理的适用范围内，从而控制系统网损的程度。例如根据分布式供电装置容量与线路负荷的关系，选择相适应的变压器及分布位置。例如，当DG容量小于2倍线路负荷时，DG设备放置在靠近终端用户位置，变压器与负荷容量相匹配；当DG容量大于2倍线路负荷时，DG设备应放置在靠近上一级电网的位置，且变压器与DG容量相匹配。加强对配电网的实时监控与维修，减小电网的损耗。
结语：
从需求角度出发，分布式发电将来会广泛应用于各行各业。但分布式发电载入配电网同时还存在着一定的技术风险、环境风险。我们需要不断深入研究创新分布式供电设备载入配电网的影响因素以及可改善的方面。合理利用我国的可再生资源，坚持可持续发展战略，利用含分布式发电的配电网为日常生活及工业生产带来持续、可靠的供电量。
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论文作者:王茂
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
标签：分布式论文; 配电网论文; 设备论文; 电网论文; 电压论文; 负荷论文; 谐波论文; 《电力设备》2019年第19期论文;