甘清勇

摘要：隨著分布式電源的發(fā)展及其特點，分布式電源并網(wǎng)已經(jīng)受到越來越多的重視，分布式電源的接入會對配電系統(tǒng)的運行與供電質(zhì)量產(chǎn)生影響，所以分布式電源必須滿足一定的條件才能并入配電網(wǎng)。

關(guān)鍵詞：分布式電源;并網(wǎng)方式;配網(wǎng)影響

引言

原本的配網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為放射狀模式，通過引入分布式電源的方式，使得整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N建立在中小電源與用戶互聯(lián)基礎(chǔ)之上的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由此也將對原本的配網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生相當(dāng)深入的影響。為了能夠使分布式電源并網(wǎng)下的優(yōu)勢得到充分的發(fā)揮，就需要正確認(rèn)識分布式電源并網(wǎng)對配網(wǎng)系統(tǒng)的各種影響機制，以便能夠在配網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃運行中采取合理的控制措施，降低不利影響，擴大有利影響，保障配網(wǎng)系統(tǒng)的運行質(zhì)量與運行水平。

一、分布式電源并網(wǎng)分析

除偏遠(yuǎn)地區(qū)將分布式電源作為唯一的供電電源以外，絕大部分地區(qū)在應(yīng)用分布式電源的過程當(dāng)中，多將其視作是當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)系統(tǒng)供電的備用標(biāo)準(zhǔn)，以達到提高供電作業(yè)靈活性、可靠性的目的。與此同時，從電網(wǎng)公司的角度上來說，在引入分布式電源的背景之下，能夠借助于對電源輸出功率的合理應(yīng)用，實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)度。具體而言，在分布式電源并網(wǎng)接入配網(wǎng)系統(tǒng)的背景之下，主要涉及到兩個方面的概念：其一，并網(wǎng)系統(tǒng)要求在分布式電源以及配網(wǎng)系統(tǒng)之間構(gòu)建能夠支持物理連接的設(shè)備支持;其二，并網(wǎng)系統(tǒng)要求在分布式電源與外界之間形成可靠的電氣連接關(guān)系。從這一角度上來說，分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)能夠使終端用戶、地區(qū)級電力系統(tǒng)、以及分布式電源相互之間形成良好的互通關(guān)系，實現(xiàn)通信、控制等方面的功能。

二、目前幾種主要的分布式發(fā)電形式及特點

（一）風(fēng)能發(fā)電

將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電技術(shù)。風(fēng)能蘊藏量巨大，可再生，分布廣，具有明顯的環(huán)保效益。且發(fā)電成本低，規(guī)模效益比較顯著。風(fēng)能發(fā)電技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展得較為成熟。風(fēng)力發(fā)電形式有并網(wǎng)型和離網(wǎng)型兩種。其中并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電是大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電的主要形式，是近年來風(fēng)電發(fā)展的主要趨勢。離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電可以為偏遠(yuǎn)地區(qū)或無電網(wǎng)的地區(qū)提供電能。

（二）太陽能發(fā)電

目前應(yīng)用較多的是太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。其原理是利用半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。目前太陽能光伏發(fā)電的成本太高，但是光能是取之不盡用之不竭的清潔能源，而且不受地域限制，發(fā)電裝置安全可靠，規(guī)模靈活，其發(fā)展前景仍然被廣泛看好。

（三）生物質(zhì)發(fā)電

生物質(zhì)發(fā)電是利用生物質(zhì)，例如：秸稈、垃圾、沼氣、農(nóng)林廢棄物等，直接燃燒將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電方式。它是一種可再生能源發(fā)電，其發(fā)電成本低，容易控制，環(huán)保綜合利用效果好。但電能轉(zhuǎn)換的效率低，生物質(zhì)燃料的獲取、存儲和穩(wěn)定的供給較困難。生物質(zhì)發(fā)電的容量和規(guī)模受到限制。

（四）微型燃?xì)廨啓C發(fā)電

以天然氣、甲烷、汽油、柴油為燃料的超小型燃?xì)廨啓C發(fā)電技術(shù)。其發(fā)電效率較高，且體積小、質(zhì)量輕、污染小、運行維護簡單。

（五）燃料電池發(fā)電

燃料電池是一種在恒溫狀態(tài)下，直接將存儲在燃料和氧化劑中的化學(xué)能高效、環(huán)境友好地轉(zhuǎn)化為電能的裝置。其優(yōu)點是：效率高、能快速跟蹤負(fù)荷的變化、清潔無污染、占地少。

三、分布式電源對配網(wǎng)情況的影響分析

（一）分布式電源對配網(wǎng)規(guī)劃情況的影響

在配網(wǎng)中接入分布式電源，增加了對電力負(fù)荷預(yù)測的難度，在規(guī)劃區(qū)內(nèi)用戶可以結(jié)合自身實際情況安裝和使用分布式電源，也可以把電源提供給規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的其他用戶。電力負(fù)荷和分布式電源相互會抵消，進而影響規(guī)劃區(qū)的符合增長情況。除此之外，安裝分布式電源的位置不確定，而其輸出的電能會受到自然條件的影響，因此有效的電能不穩(wěn)定，有一定的隨機性。進行電網(wǎng)規(guī)劃中不能準(zhǔn)確預(yù)測到電力負(fù)荷的增長情況，負(fù)荷在固定區(qū)域的分布情況也難以確定。進行配電網(wǎng)規(guī)劃時，其有多目標(biāo)動態(tài)的特點，是一個非線性的整數(shù)規(guī)劃問題，維數(shù)和其動態(tài)屬性有直接關(guān)系，一般都會有幾千個節(jié)點需要考慮，如果在規(guī)劃區(qū)內(nèi)又增加了一些分布式電源，那么設(shè)計出最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)布置方案就更加困難。分布式電源使用的機組類型有很多，因此能源比較多樣化，在建設(shè)、運行和維護方面需要很大的成本。因此在配網(wǎng)規(guī)劃中，要設(shè)計中整體的電源結(jié)構(gòu)，對不同類型的電源進行合理協(xié)調(diào)。

（二）對電能質(zhì)量的影響

對電能質(zhì)量的影響具有兩重性。其中的優(yōu)勢在于：分布式電源可以迅速地供電。分布式電源使用分散式供電，能夠有效提升供電可靠性;如果相聯(lián)的負(fù)載比較大的時候，分布式電源可以在較短時間內(nèi)通過自動控制裝置進行投切，進而提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性。其中的缺點在于：分布式電源的投切都可能引起輸出功率的波動，其與配電網(wǎng)負(fù)荷運行不一致，也可能導(dǎo)致電壓閃變;數(shù)量較多的電力電子裝置隨著分布式電源的并網(wǎng)，會引進大量諧波，導(dǎo)致電網(wǎng)的電壓電流發(fā)生畸變。

（三）分布式電源對配電網(wǎng)電壓的影響

傳統(tǒng)集中式供發(fā)電的配電網(wǎng)通常呈放射狀，電網(wǎng)在穩(wěn)態(tài)下，電壓在饋線潮流方向逐漸減小。分布式電源并網(wǎng)到系統(tǒng)后，輸電線輸送功率降低，提高了各節(jié)點的電壓，造成部分節(jié)點電壓出現(xiàn)偏移或者超標(biāo)，電壓偏移多少與分布式電源的接入位置和容量有關(guān)。一般情況，可以設(shè)置配電網(wǎng)當(dāng)中的有載調(diào)壓變壓器等調(diào)壓裝置，控制節(jié)點電壓在規(guī)定范圍當(dāng)中。設(shè)置合適的發(fā)電運行方式對于配網(wǎng)的電壓調(diào)整具有重要的影響。天氣較好，具有充足陽光時，光伏發(fā)電出力比較多，如果輸電線輕載，節(jié)點電壓將會被顯著提高;如果光伏電源位于配網(wǎng)饋電末端，接入點電壓有可能超過上限，此時需要設(shè)置合適的運行方式，例如規(guī)定光伏電源參與調(diào)壓，提供無功出力;在晚上負(fù)荷較大的時候，光伏電源一般不發(fā)電，但是仍吸收線路中多余的無功，提升線路的電壓質(zhì)量。

（四）分布式電源對網(wǎng)損的影響

配電網(wǎng)絡(luò)的潮流方向，會跟隨負(fù)荷周邊分布式電源的并網(wǎng)而發(fā)生變化。根據(jù)負(fù)荷大小和分布式電源發(fā)電多少的關(guān)系，可能出現(xiàn)多種情況。第一，電網(wǎng)中各節(jié)點的荷載超過對應(yīng)節(jié)點的分布式電源輸出功率時，分布式電源可以減少配電網(wǎng)的消耗。第二，電網(wǎng)中至少有一個節(jié)點的分布式電源輸出功率超過該節(jié)點荷載，不過電網(wǎng)其他節(jié)點的輸出功率低于電網(wǎng)的總荷載，分布式電源的并網(wǎng)可能導(dǎo)致配網(wǎng)的部分線路損耗增加，但是可以降低整個電網(wǎng)的損耗。第三，系統(tǒng)中至少有一個節(jié)點的輸出功率超過相應(yīng)節(jié)點的荷載，且整個電網(wǎng)的輸出功率超過電網(wǎng)中的總荷載。如果分布式電源的總輸出功率低于總荷載的兩倍，則電網(wǎng)的損耗可能比沒有分布式電源還要多。

（五）分布式電源對能源的影響

分布式電源大多采用新能源，建設(shè)和運行成本較高，目前分布式電源的應(yīng)用受國家相關(guān)政策的影響很大。因此使得國家能源政策和能源規(guī)劃等直接滲透到與分布式電源有關(guān)的電力系統(tǒng)規(guī)劃中，并影響到規(guī)劃的決策過程。

結(jié)束語

對于我國而言，在燃料結(jié)構(gòu)變化的背景之下，各個行業(yè)領(lǐng)域?qū)τ陔娔苌唐返男枨笠?guī)模持續(xù)加大，高峰期電力負(fù)荷的增長趨勢也是顯而易見的。在這樣一種背景下，一方面為了滿足持續(xù)增長的電力需求，另一方面為了滿足電力供應(yīng)的質(zhì)量，就需要將分布式電源接入作為配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵所在。通過分布式電源接入的方式，能夠使電力行業(yè)的發(fā)展具有可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢，且也能夠合理的降低環(huán)境污染，鞏固電力供應(yīng)的質(zhì)量。本文重點針對在分布式電源接入條件下，對配網(wǎng)系統(tǒng)的影響進行了研究與探討，望能夠使分布式電源并網(wǎng)的優(yōu)勢得到進一步的突出，促進配網(wǎng)系統(tǒng)的安全、高效、穩(wěn)定運行。

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