（国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司）
摘要：可再生能源包括生物质能发电、风电、水电等的多种分布式电源接入电网将改变地区原有电力系统的特性。开发利用新能源是环境治理和生态保护的客观要求，也是满足人类社会可持续发展需要的选择。多种分布式电源作为一种依托于新能源发展起来的发电模式，以其灵活、环保和高效的特性，受到了人们越来越多的关注和重视。近年来，电力公司也出台了很多方案来加强分布式发电应用市场、加快产业结构调整和科技进步、规范产业发展秩序、加强并网管理和服务等方面的实施提供了良好的措施。
1.分布式电源接入电网的背景
分布式电源是指在用户所在场地或附近建设安装、运行方式以用户侧自发自用为主、多余电量上网，且以配电网系统平衡调节为特征的发电设施或有电力输出的能量综合梯级利用多联供设施，包括太阳能、天然气、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电等。客户侧分布式电源的并网点在客户侧配电网内部，通过客户与电网的公共连接点接入公共电网。分布式电源所发电量的消纳模式一般为“自发自用、余电上网”、“全部自用”和“全部上网”3种。倡导就近发电、就近并网、就近转换、就近使用的原则，不仅能够有效提高.分布式电源的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。例如目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，主要建在厂房屋顶或企业厂区闲置地面，接入电网后对降低损耗具有重要意义。
2.分布电源接入对配电网产生的影响及应对措施
分布式电源接入配电网后，使传统的单电源辐射状网络变成了一个多源网络。配网潮流的大小和方向有可能发生显著改变，且由于其发电功率的不可控波动，将对配电网的规划、运行、检修、电能质量、继电保护和电能计量产生影响。
2.1 分布电源接入对电网规划的影响
负荷预测是电网规划设计的基础，能否准确地预测负荷是电网规划的前提条件。分布式电源接入电网，加大了其所在区域的负荷预测难度，改变了既有的负荷增长模式。将分布式电源发展纳入电网规划，通过统计各个台区分布式电源渗透率，分析区域分布式电源接入情况，预测分布式电源发展，在制定电网规划时充分考虑分布式电源的发电消纳问题。在配电网电源规划时，需考虑接纳光伏电站的发展要求。例如在小水电丰富、太阳辐照强的地区可以大力发展光伏。而主要以火电为主的配电网，发展光伏电站时需配储能设备或燃气发电机，协调各类电源比例。
2.2 分布电源接入对电网运行的影响
以分布式光伏发电为例。由于分布式光伏发电功率的不确定性，大规模分布式光伏发电迫使电网短期负荷预测准确性降低，增加了传统发电和运行计划的难度，断面交换功率的控制难度加大。加之光伏发电调峰能力极差，且随着光伏穿透功率的增加系统内的峰谷差将成倍增加。分布式的光伏发电系统接入公共电网，电源点分散，单点规模小，显著增加了电源协调控制的困难，常规的无功调度及电压控制策略难以适应，将可能在电网调峰、安全备用、电压稳定和频率安全稳定等方面带来影响。
2.3 分布电源接入对电压的影响
（1）对稳态电压分布的影响。传统配电网一般呈辐射状，稳态运行情况下，电压沿馈线的潮流方向逐渐降低。分布式电源接入后，在稳态情况下，由于馈线上的传输功率减少及分布式电源输出的无功支持，使得沿馈线的各负荷节点处的电压有所提高。
（2）对系统电源波动的影响。传统配电网中，系统电源波动主要是由有功、无功负荷随时间变化所引起的，并且线路末端方向，电源的波动越来越大。如果负荷集中在系统末端附近，电源的波动会更大，一般尽量避免这种情况发生。
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2.4 分布式电源接入对系统保护的影响
当配电网中接入分布式电源之后，放射状网络将变成遍布电源和用户互联的网络，从而改变了故障电流的大小、持续时间及其方向，使配电网各种保护定值与机理发生了深刻变化，分布式电源本身的故障行为也会对系统的运行和保护产生影响。因此，分布式电源将对配电网原有的继电保护产生较大的影响。并网分布式电源会增大配电网的短路电流水平，这取决于很多因素，如分布式电源的技术类型、运行模式、容量、渗透率与系统的接口方式及采用的技术等。许多情况下分布式电源接入配电网侧装有逆功率继电器，正常运行时不会向电网注入功率，但配电网故障时短路瞬间会有分布式电源电流注入电网导致断路器的开断能力不足而不能有效切除故障，使故障扩大危及整个系统的安全运行，其次提高了线路的热动稳定要求，迫使电力系统选用重型电器。
2.5 分布式电源接入对短路电流的影响
虽然许多情况下分布式电源接入配电网侧装有逆功率继电器，正常运行时不会向电网注入功率，但当配电系统发生故障时，短路瞬间会有分布式电源的电流注入电网，增加了配电网开关的短路电流水平，可能使配电网的开关短路电流超标，因此，大功率分布式电源接入电网时，必须事先经过电网分析和计算，以确定分布式电源对配电网短路水平的影响程度。
3.分布式电源接入电网的应对措施
与过去相比，分布式电源的出现会使电力系统的负荷预测、电网规划具有极大的不确定性。当大量用户安装为其提供电能时，使得配电网规划人员很难准确预测负荷的增长情况，从而影响后续配电网规划的准确性。传统的配网规划一般考虑5-10年，在此年限内，通过假定电网负荷逐年增长，新的中低压节点不断出现，结果会增建一个或更多的变电站。由于规划问题的动态属性同其维数相关联，若出现许多发电机节点，将会使得在所有可能的网络结构中寻找最优的网络布置方案变得更加困难。
3.1分布式电源接入的提高电能质量的措施
分布式电源是建立在电力电子技术基础之上的，同时分布式电源在接入配电网后会引起配电网的各种扰动，从而对系统的电能质量产生影响，主要表现在：
（1）易造成系统的电压闪变。分布式电源的起动和停运与用户需求、政策法规、电力市场、气候条件等众多因素有关，其不确定性易造成配电网明显的电压闪变，同时，若分布式电源输出突然变化，分布式电源和反馈环节的电压控制设备相互影响也易直接或间接引起电压闪变。
（2）对系统产生谐波污染。基于电力电子技术逆变器接入配电网的分布式电源电压调节和控制方式与常规方式有很大不同，其开关器件频繁的开通和关断易产生开关频率附近的谐波分量，对电网造成谐波污染。
（3）对系统电压波动的影响。传统配电网中有、无功负荷随着时间变化会引起系统电压波动。并网对配电网电压波动的影响要视其具体情况，当分布式电源与当地负荷协调运行时分布式电源将抑制系统电压的波动，若分布式电源与当地负荷不协调运行时系统的电压波动将更严重。并网分布式电源由于接入位置、容量和控制的不合理，常使配电线路上的负荷潮流变化较大，加大配电网电压的调整难度并使其发生波动。
4.结束语
随着可再生能源发电技术的不断发展和发电规模的不断扩大，分布式电源在未来的能源结构中必将占据越来越重要的位置，其接入电网产生的问题也将日益凸显。作为解决分布式电源并网产生的一系列问题，提高分布式电源发电效益的重要技术手段，含多种分布式电源和储能的微电网将以其技术优势得到迅速发展。
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论文作者:李靖,李俊雄
论文发表刊物:《河南电力》2018年4期
论文发表时间:2018/8/20
标签：分布式论文; 电源论文; 电网论文; 配电网论文; 电压论文; 负荷论文; 系统论文; 《河南电力》2018年4期论文;