浅析分布式电源接入对配电网的影响

【摘 要】由于电力供给已经逐渐跟不上科技的进步，所以必须对传统的配电网进行升级。配电网是供电的基础，因此必须通过各项措施来保证其可以稳定的运行，同时过程中不会受到其他因素的干扰而发生故障。分布式电源是采用电源网络的形式来完成电力供给的，相对不容易出现故障，同时也可以保护整个供电系统，对配电网的升级有着重要的作用。本文就对分布式电源接入对配电网的影响进行深入探讨。

【关键词】分布式电源;配电网;影响

近年来，分布式电源技术以发电形式灵活、所用原料广泛、环境污染小的优点，得到了很快的发展。随着工商业供电可靠性要求的不断提高和电力技術的不断发展，分布式电源将会成为配电网中的一支重要力量。从目前来看，分布式电源主要接入对象是配电网领域，其接入使得电力系统变得更加高效灵活。它的接入接改变了配电网的结构，由辐射性网络过渡到分布的点状电源直接和用户负荷相连的网络，当大规模接入时，无疑将对配电网产生很大影响。

1、分布式电源概述

分布式电源指的是可以在现有的配电网中经济安全地运行，根据特殊终端的需要，所设计并安装在特殊终端附近的小型发电机（组）。大部分分布式电源的容量较小，独立于电力系统。分布式电源的燃料较常见的为天然气等生物质能和轻油等化石能源，输送通道不经过电网，通过管网或者电缆系统供给给特殊地域并且部分分布式电源可用冷电热三种方式进行商供。分布式电源提高了供电可靠性，而且是一种于环境有利的利用方式，能够节约资源，是一种重要的发电方式。和电网比较，分布式电源有其特有的优点，不仅可以增加经济收益，减少土地利用，而且有利于环境保护，并且分布式电源可以用于备用或者独立的供电方式。现在大概有以下几类分布式电源：火力发电机如微型燃气轮机、风力发电机、光伏发电、部分电化学装置如燃料电池。研究分布式电源如何并网是研究其对配电网影响的基础。以上分布式电源当中，热力发电机、光伏发电、电化学装置及一些风机是利用电力电子装置进行并网，而风力发电是直接并网。

2、分布式电源接入对配电网电压的影响

2.1电压升高

馈线俗称电缆线，在配电网中起到传输信号能量的作用，其优点是在传输过程中损耗很小。传统的配电网通常是以馈线作为基本单元的，并且整个线路都呈现出放射式的分布。这种分布方式的优点在于范围大，并且过程中的电力浪费较小，所以是世界范围内比较常用的一种配电网构建方式。这种配电网，电力是由电源流向负载的，并且在运行的过程中，电压会随着电流的方向逐渐降低，这是一种常见且正常的现象，并不会对供电工作造成较大的影响。但是采用分布式电源，则可能出现反向的现象，电压随着电流的方向升高，从而使用户侧的电压高于变电站母线电压。电压升高是一种比较常见的现象，虽然可以一定程度上提升电器的功率，但是可能使整个系统处于超负荷的运转状态，如果不能得到改善，就可能是系统瘫痪。通常情况下，馈线的电压都会高于标准值10kV，如果得不到控制，可能对线路造成很大的影响。因此，我们通常会将分布式电源接入到电压调节装置中，来控制电压升高的现象。

2.2电压降低

通常来讲，分布式发电装置的容量和接入位置的不同，所产生的影响也使不同的。尤其对于电压而言，这种影响的差异是很大的。大量的实验结果表明，如果先将分布式电源接入到电压调节装置中，就可以将电压控制在一个平稳范围内，同时减少对其产生的负荷。需要注意的是，必须将电源接入到装置的下游，否则会出现短路现象。这种调压装置是采用补偿的方式来调节电压，从而使其保持在标准的范围之内，但是使用这种方法同样会产生一定影响。

3、分布式电源对配电网运行的影响

3.1分布式电源接入对电能质量的影响

分布式独立电源通过电力电子逆变器并网运行会给主电网带来一系列问题，这些问题所带来的扰动对电能质量造成的影响如下：（1）分布式电源的接入会带来大量谐波。功率变换器技术和分布式电源的互联结构很大程度上决定了谐波类型和影响大小。换流装置（主要是逆变器）会给电力系统带来谐波电流，故在其安装时要适当预测其谐波影响大小，以确定高次谐波对电压变形作用是否符合标准。需要特别指出的是：功率相同的分布式电源安装在不同的位置，得到的馈线沿线各节点的电压有着较大的波动，分布式电源安装位置越接近线路末端，馈线沿线各负荷节点的电压畸变越严重;反之，分布式电源越接近系统母线，对系统的谐波分布影响越小。（2）电压的跌落和闪变。当在配电系统发生单相短路故障时，分布式电源的接入直接提高了电压，对故障相电压的跌落有着抑制作用，但是对于非故障相来说，随着分布式电源注入功率的增加，各节点电压幅值均有不同程度的增加，并且分布式电源的容量越大，导致非故障相电压超出额定电压的情况也越严重。分布式电源能带来可见的电闪其可能是电机（如感应电机）启动引起的，也可能是分布式电源输出功率突变导致线路电压变化而引起的。所以电闪的形成原因包括发电机的启动、制动或是输出功率的波动，而识别各种类型的电闪并作出相应的解决措施在目前阶段是很困难的。

3.2分布式电源接入对电压分布的影响

经大量研究与实验表明：不同容量的分布式发电接入配电网络，将对馈电线路上的电压分布带来重要影响。影响的具体大小和分布式电源的容量大小、接入位置有着密切的关系。如果分布式电源比用户负荷大，配网电压需要调低来适应分布式电源注入的无功所抬高的节点电压。当DG正常运行时，分布式电源应以较高的功率因数运行，也就是尽可能地多发有功，少发无功。

3.3继电保护问题

继电保护的作用是：当线路发生故障时，供电系统能够有效切除故障，使损失降到最小，其保护整定与电网的接线结构有着很大的关系。DG的引入在一定程度上改变了分电源附近节点原有的短路状态，它将对配网三段保护的精确动作带来不确定影响。由于分布式电源的接入，当配网发生故障时，其本身的助增电流或分流将使通过保护装置的电流变化不确定，原有保护的灵敏度和范围会发生改变。这使得各线路继电保护的上下级整定配合变得复杂。分布式电源接入配电网中还使电保护方向判断不明确。配网一般是单端供电，不设方向保护元件。当接入DG之后，配电网中的一部分线路转变为双端电源供电，即当分布式电源节点的上游线路发生故障时，分布式电源所提供的电流将从负荷侧流向系统侧。无论上、下游何处发生故障，所产生的故障电流都将通过保护，因为没有方向元件判断，只要故障电流大于保护整定值，保护便会动作，线路即跳闸，退出运行，继电器的选择性将失去。电网公司为了达到配网供电安全指标，就要安装方向保护元件以起到供电保护作用。总的来说其影响可以归纳为以下几条：①导致本段线路保护灵敏度降低甚至可能拒动;②致使本段保护误动，引起线路跳闸;③导致相邻保护和后备保护误动并可能失去选择性;④自动重合闸可能不能重合成功。

4、结束语

文章简述了分布式电源接入对配电网电压、可靠性、电能质量等多个方面产生的影响，同时也分析了产生影响的原理。通过文章，我们可以发现接入这种新型的电源，有利于常规的供电工作，所以可以通过这种电源对配电网进行升级。在配电网中接入分布式电源可以将单一电源输电的形式改为电源网络输电，具有多个优点。我国对于这种电源的研究还不完全，实际应用仍然会存在一些问题。但不可否认的是，这种电源确实给配电网带来了很大的升级空间，也可以使供电的稳定性提升。

参考文献：

[1]寇凤海.分布式光伏电源对配电网网损的影响[J].电网与清洁能源，2017.

[2]胡成志.分布式电源对配电网继电保护影响的分析[J].重庆大学学报，2016.

（作者单位：国网太原供电公司）

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