浅析分布式电源接入对配网的影响

【摘要】随着新能源的开发利用，分布式电源接入配电网的规模越来越大，其对配电网的影响必将越来越大，本文从分布式电源的特点入手，比较浅显地分析了其对配电网的影响。

【关键词】分布式电源；影响

2013年1月24日国家《能源发展“十二五”规划》，其中明确提出构建现代能源体系，加快风能、太阳能等其他新能源开发，推进传统能源清洁高效利用。2月，国家电网公司《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》，提出“为分布式电源项目接入电网提供便利条件，为接入系统工程建设开辟绿色通道”，直接推动了国内分布式电源的发展。

截止2012年末，滁州市风电装机容量达到40万千瓦，在建风电装机容量15万千瓦，开展前期工作风电装机容量20万千瓦；“十三五”规划风电装机容量30万千瓦，到2020年，滁州电网风电装机总容量将超过100万千瓦。

随着分布式发电规模的不断扩大，其并网运行对配电网造成的影响也越来越大，因此分析分布式电源配电网的影响，也成为一个迫切需要解决的问题。

一、分布式电源定义

就本文而言，所谓“分布式电源”是指分布在用户端的能源综合利用系统，以热电冷联产技术为基础，与电网组网运行，向一定区域内的用户同时提供电力等能源系统。滁州市分布式电源主要是光伏发电和风电等。

二、分布式电源的特点

1、风电场的特点

①输入风能的随机性和出力的不可控性。风是随机和不可控的，并且风能不可储存，无法和水电、火电等常规电厂一样可以通过控制来调整出力。同时，风电机组的发出的电能是波动的，随机变化的。

②风电的不可调度性。由于风能不可控制，因而不可以根据负荷大小来对风力发电机进行调度。

③能量指标的变化性。目前风电机组广泛采用异步发电机进行发电，虽然在机端出口处安装了无功补偿装置，然而机组在输出有功功率时，发电机仍然会从系统吸收无功功率，且风电机组的无功需求随着有功输出的变化而变化。

2、光伏电场的特点

①输出电能的周期性。光伏的电能输出取决于光照时间、强度、受光倾角等因素，在光照稳定的时段，光伏输出电能呈一定周期性。

②光伏发电的不可调度性。由于光照的不可控制，因而不可以根据负荷的大小来对光伏发电装置进行调度。

③光伏发电装置安装灵活。光伏发电装置通过光伏电池板组装而成，并可以根据安装场地面积任意组装，经过逆变后上网。其安装灵活的特点决定了光伏电源发电可以按用户为单位接入电网。

三、分布式电源的接入对配电网的影响

分布式电源的接入使配电网中各支路的潮流不再是单方向地流动，因此分布式电源的引入会给整个电网带来深刻的影响。

1、对配电网安全的影响。彻底打破了低压配电网的“无源”状况，开创了区域配电网的“有源”格局，意味着配电网传统的调度模式、检修模式必须进行颠覆性的改变。分布式电源经逆变后的电能并入公共配网，对配电网的检修带来威胁。

2、对配电网潮流的影响。传统配电网为辐射形网络，线路潮流一般由电源侧指向用户端。当配电网中含有分布式电源时，线路潮流方向和大小将受到分布式电源容量、接入位置等因素的影响。

3、对配电网电压和电能质量的影响。传统配电网在稳态运行状况下，其电压沿馈线潮流方向逐渐降低；一方面，分布式电源接入配电网后，由于用户端出现了电源，将会改变稳态电压的这种分布规律。如风电场本身缺乏无功支持，当区域电网无功补偿不够或突变时，将会恶化电压水平，造成电压崩溃。部分发电机组通过低电压停运后，电场发出有功降低，无功需求随之降低，短时间内又会造成系统电压偏高。另一方面，分布式电源装置包含电力电子元件并以逆变的方式接入配电网，还会造成电压的波动、闪变等电能质量问题。如当风电场发生事故造成电场解列时，同样会对区域电网造成冲击。

4、对配电网继电保护的影响。在传统配电网中，线路故障时短路电流为从电源端指向故障点的单一流向电流，分布式电源接入后，短路电流的方向及水平将因受到分布式电源的类型、接入位置及容量的影响而发生变化，可能导致原保护系统发生不正确动作。例如，异步发电机直接并网时，并网前发电机本身没有电压，并网时将伴随一个过渡过程，流过4-7倍In的冲击电流，一般经过零点几秒转入稳态。对于小容量的接入电网，风电场并网瞬间将会造成电压大幅降低，从而影响接在同一电网的其他用户，并可能引发低电压保护动作。

5、对配电网调度和运行控制的影响。分布式发电首先就是要面临新能源特别是风电大量接入配电网后给电网带来的系统调峰调频、电网适应性、电压控制、安全稳定性等问题。另外风力发电、光伏发电具有间歇性、波动性的特点，需要对配电网进行良好的统一调度和管理才能应对大量分布式电源和传统电源并存的现状，保障整个系统的稳定可靠运行。

6、对配电网可靠性评估方法的影响。在传统的配电网中，负荷只能从上级电网获取电能，在没有备用的情况下，上级电网中的元件发生故障都将会对负荷产生影响，而在含分布式电源的配电网中，上级电网中的元件发生故障时，在分布式电源容量范围内的负荷却可以维持供电，可以孤岛运行，这也是含分布式电源配电网可靠性计算模型的特点。孤岛运行是含分布式配电网的特殊运行方式，其对配电网可靠性评估的影响较大。

结束语

本文对分布式电源应用趋势越来越明显但在接入系统方面却缺乏相应技术分析与论证的问题，重点研究了各类分布式电源接入后对电网运行的影响结果。首先，从运行模式和接口方式对分布式电源进行分析，以便于分类研究不同的影响结果；其次，分析分布式电源接入电网的方式，构建配电网典型模型，以作为分布式电源接入影响性分析的基础；最后通过接入后模型的理论计算，研究分布式电源接入电网对稳态特性和电能质量、保护等方面带来的影响，从而为配电网规划技术原则的修改提供理论基础。

参考文献

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