分布式电源并网对配电系统的影响

分布式电源并网对配电系统的影响

姚晓明张红娟

（太原理工大学山西太原030024）

摘要：随着电力系统规模的不断增大和用户需求的增加，传统的配电方式存在的问题逐渐明显。本文就针对分布式电源的概述进行阐述，然后讨论了分布式电源并网对配电系统的影响。

关键词：分布式电源；配电；系统；影响

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高以及电网用电规模的扩大，我国电力系统的负荷不断增加，加之煤炭等能源的日益枯竭，使集中发电、远距离输电等原有配电模式存在的弊端不断显现出来。分布式电源与电网集中供电相结合的供电模式，是综合利用现有资源的理想方式，是缓解目前供电问题的这一个重要措施。

1、分布式电源概述

1.1太阳能光伏发电

太阳能光伏发电的原理是光电转化，利用太阳能电池装置将太阳光产生的能量转换成电能。其系统组成为:太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池和逆变器。太阳能是无尽的资源，满足经济可持续发展的要求。在目前所发现的新型能源当中，太阳能发电的特点尤为突出，无运输环节，就地取材，降低成本;无固定位置，分布范围广，随时可用;无危险因子，使用安全;可反复使用，无穷无尽;无需加工程序，无污染物排放，可减少环境污染;利用太阳能发电有着巨大的优势，对太阳能的利用在未来还有更多研究，未来的前景光明。

1.2风力发电

风力发电的原理是将风能转换成电能，是目前新能源使用中比较完善的一种发电技术，有一定的商业模式。其发电过程很容易理解，即利用简单的风车装置，在自然风的吹动下，风车的发电机被风车的叶片带动，进而发电，如此反复，形成风力发电的循环模式，可以单独发生作用，也可以借助并网进行。风能同太阳能一样，在属性上同属可再生资源，拥有诸多优点。

1.3研究现状及意义

在常规的发电系统中，集中供电是传统的模式，分布式电源技术的产生极大的解决了传统供电中存在的顽疾。但在分布式电源运用到发电系统的过程中，带来了各种变化与结果，目前对这种状况的研究尚不明确，影响了分布式电源作用的充分发挥。分布式电源具有分布广泛、装置便捷等优点，其在发电系统中的使用量越来越大，在现今以及未来的电力发展过程中承担着越来越重要的角色。但由于分布式电源使用过程中也出现一些对输出功率无法掌控、对现行电网结构无法兼容等问题，因此，本文通过对分布式电源在配电系统规划运行过程中各个环节的考察与研究，对其作用的充分发挥，能源的合理应用，为行业提供参考借鉴。

2、分布式电源配网运行的影响

2.1分布式电源对电压分布的影响

分布式电源主要接入配电网运行在接入分布式电源之后，配电系统从放射状结构变为多电源结构，潮流的大小和方向有可能发生巨大改变，使配电网的电压分布也发生变化。研究表明，分布式电源的接入位置和容量对线路电压分布的影响很大。相同容量的分布式电源接入在不同位置时所形成的电压分布差别很大，分布式电源接入点越接近末节点对线路电压分布的影响越大；分布式电源越接近系统母线对线路电压分布的影响越小；分布式电源集中在同一节点，对电压的支持效果要弱于分布在多个节点上。不改变分布式电源接入位置的情况下，电压支撑由分布式电源的总出力决定。总出力越多，与负荷的比值越高，电压支撑就越大，整体电压水平就越高。

2.2分布式电源对系统保护的影响

中低压配电网主要是单电源、辐射型供电网络，其潮流从电源到负荷单向流动且配电网中80%以上的故障是瞬时的，所以传统配电网络的保护设计通常是在变电站处安装反向过电流断电器，主馈线上装设自动重合闸装置，支路上装设熔断器。根据“仅断开故障支路，对瞬时故障进行自动重合闸”的原则，使自动重合闸装置与断路器及各侧支路上的熔断器相互协调，每个熔断器又分别与其直接相连的上一级或下一级支路上的熔断器相互协调，从而实现整个网络的保护且这种保护不具有方向性。当配电网中接入了分布式电源之后，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；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。1）分布式电源引起保护拒动作。分布式电源提供的故障电流降低了所在线路保护的检测电流值，使相应保护因达不到动作值而不能起动。2）分布式电源引起保护误动。相邻馈线的故障有可能会使原本没有故障的馈线跳闸而失去电源。3）由于熔断器和传统的自动重合闸不具备方向性，大量改动原配电网的系统保护装置需要大量成本，因此，并网分布式电源必须与配电网原有的保护相配合并适应它。4）分布式电源可能改变配电网故障电流水平，故障水平的提高要求开关设备的升级，从而带来投资的增加，而故障水平的降低则可能给过电流保护带来问题。

2.3配电网可靠性

在分布式的电源系统所在的地区中，分布式电源系统对于电网负荷是可以抵消部分的，这样实际输送的功率必然减少，输配电网的输电能力就会被提高。分布式电源对于该地区的电网电压支撑作用也会得相应的增强，地区电网的可靠性也会随之增强。但是分布式电源的安装地点和接线方式等有时会产生难以避免的不恰当，会将可靠性大幅度的降低，电力的供需不平衡很可能会出现。

2.4规划配电网

由于分布式电源自身所具有的随意性特征，对配电网进行事先的规划尤为重要，但在实施规划的过程中，面临的困境也十分明显，因此在以往集中供电情况仅仅注重供电过程的安全性和可持续性，已然不能满足分布式电源接入配电网中所要达到的需求，然而，在对配电网规划的过程中，建造多处变电站这一不当举措，造成配电网中网络分布情况的混乱，很难找到最佳的分布点，在一定时间内不能实现对配电网进行的科学有效的规划。

2.5频率

分布式发电系统并网运行时的频率要与地区电网的频率保持一致。通常情况下，分布式发电系统容量较小，其启停对地区电网的频率影响较小。但对于有功出力具有随机性和波动性的较大规模的分布式发电系统的地区电网，要采用一定的措施，如分布式发电系统与储能元件相结合，以维持稳定发电出力;或保持电网内具有足够的调峰电源，否则会引起系统的频率偏移。同时，电力系统的频率变换会对分布式发电系统的发电机组造成影响，这要求调整分布式发电系统的发电机的转速，使其频率与电网保持一致。电力系统是一个实时动态平衡系统，发电、输电、用电必须时刻保持平衡。常规电源功率可调、可控，用电负荷的预测精度高，但在具有波动性和间歇性分布式发电系统的情况下，有功出力难以精确预测，这给电网调频带来一定程度影响。

3、结束语

总之，分布式电源并网是缓解传统供电系统的重要措施，是一种高效、可靠的发电技术。对于减小输电线路的电能损耗、提高电能质量、增加配电网的可靠性起着非常重要的作用。但是，我国分布式发电并入配电网技术尚不完善，还存在一些问题，比如太阳能，风能的应用还受到很大限制，多采用油汽等发电技术，使分布式电源的发电成本较高。其次，分布式发电设备一般比较昂贵，维修难度高。随着传统能源的不断减少以及科学技术的不断发展，相信在不久的将来，分布式电源一定会以其独特的优势广泛的在实际中得到应用，这必将成为未来能源领域发展的重要方向。

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