分布式電源接入對配電網(wǎng)的影響

 引言
長期以來，我國能源結(jié)構(gòu)的不合理性以及能源利用效率的持續(xù)偏低帶來了許多環(huán)境和社會問題。隨著人們的環(huán)保意識不斷增強，以及常規(guī)能源供應(yīng)量日益緊張，人們對可再生能源的開發(fā)和利用的重視程度升高到前所未有的高度。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，我國政府倡導發(fā)展低碳經(jīng)濟，同時提出了節(jié)能減排的硬性指標，與之相適應(yīng)的分布式發(fā)電技術(shù)得到了國家的高度重視和快速發(fā)展。
所謂分布式電源就是電源與用戶之間的距離比較近，就地使用所發(fā)的電能，通常情況下，將10千伏及以下等級的電壓接入電網(wǎng)，總裝機容量方面單個并網(wǎng)點不超過6兆瓦的發(fā)電項目，主要包括太陽能、天然氣、風能等綜合利用發(fā)電等類型。本文就分布式電源接入對配電網(wǎng)的影響進行研究分析，進而為同業(yè)人員提供參考依據(jù)。
1 分布式電源對配電網(wǎng)規(guī)劃的影響
1.1 分布式電源的接入，將會直接影響到系統(tǒng)負荷的增長模式，原有配電系統(tǒng)的負荷預(yù)測和規(guī)劃面的不確定性在一定程度上得以提高，進而影響配電網(wǎng)規(guī)劃的合理性。
1.2 在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，由于本身的節(jié)點數(shù)量比較多，進而導致配電系統(tǒng)中出現(xiàn)數(shù)量較多的分布式發(fā)電機節(jié)點，在一定程度上大大增加了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中尋找最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)布置方案的難度。
1.3 電網(wǎng)位置的不確定性受接入分布式電源的的影響將會增大，變壓器容量、分接開關(guān)調(diào)壓范圍、線路輸送容量等內(nèi)容的配電網(wǎng)合理規(guī)劃的難度在一定程度上受這種不確定性的影響將會明顯增加。
1.4 對含多種類型分布式電源接入的配電網(wǎng)，對各種類型電源的協(xié)調(diào)使用成為解決問題的關(guān)鍵所在。
2 分布式電源接入對配電網(wǎng)可靠性的影響
由于分布式電源在運行方式方面存在差異，進而，在一定程度上影響配電網(wǎng)的可靠性：
2.1 在配電系統(tǒng)中，如果分布式電源作為備用電源使用，在電網(wǎng)供電能力不足的情況下，分布式電源通過向外送電，配電網(wǎng)的過負荷和堵塞就可以部分消除，配電網(wǎng)的裕度就可以增加。
2.2 當分布式電源與系統(tǒng)電源并網(wǎng)運行，配電網(wǎng)運行的可靠性、穩(wěn)定性在自身穩(wěn)定性、可靠性和運行經(jīng)驗等因素的影響下面臨嚴峻的考驗。分布式電源接入配電系統(tǒng)之后，孤島運行將可能會成為一種新的運行方式。所謂“孤島”是指無論是主配電網(wǎng)，還是分布式電源，當其中的任一開關(guān)出現(xiàn)跳閘，分布式電源與主配電網(wǎng)解列后，依然能夠向獨立的配電網(wǎng)進行供電，滿足用戶的用電需要，進而形成孤島運行狀態(tài)。分布式電源的獨立運行在孤島狀態(tài)，電壓和頻率得不到有效控制，所提供的電能可能會發(fā)生無法滿足電力用戶需求的情況，負荷可能出現(xiàn)的供需不平衡將嚴重損害電能質(zhì)量。此時由分布式電源供電的線路電壓會慢慢衰減，從而造成電力用戶電壓過低，在一定程度上會損傷用戶的用電設(shè)備和配電網(wǎng)設(shè)備。
3 分布式電源接入對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響
在配電網(wǎng)中接入分布式電源后，配電系統(tǒng)成為由用戶互聯(lián)，以及多電源組成的弱環(huán)網(wǎng)絡(luò)。進而使得配電網(wǎng)的原有結(jié)構(gòu)和分布發(fā)生明顯的變化，同時也將難以預(yù)測大小和方向，使得配電網(wǎng)的網(wǎng)損發(fā)生變化。分布式電源接入電網(wǎng)并不能確保電網(wǎng)損耗的降低，電網(wǎng)損耗將會受到電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電壓等級等因素的直接影響。當然，分布式電源的不適當布點接入，沒有對發(fā)電出力進行控制，出現(xiàn)隨意開?，F(xiàn)象，這一切都會增加電網(wǎng)損耗，使得電能質(zhì)量下降。
4 分布式電源接入對配電網(wǎng)繼電保護的影響
4.1 降低原有的繼電保護裝置靈敏度，甚至出現(xiàn)拒動故障。流過饋線繼電器的電流因分布式電源產(chǎn)生的故障進而減小，速斷保護無法啟動，從而故障不能及時切除。
4.2 導致配電系統(tǒng)的繼電保護裝置出現(xiàn)誤動作。分布式電源的接入直接影響電網(wǎng)短路電流的大小和流向，分布式電源所在的線路保護因相鄰饋線的故障，可能會發(fā)生誤動作，進而損壞設(shè)備。
4.3 改變了配電網(wǎng)的故障水平。配電網(wǎng)的故障水平受到分布式電源數(shù)量和種類的影響，將會出現(xiàn)提高或降低，故障電流在大容量的分布式電源的影響下，將會出現(xiàn)大幅度的變化。
4.4 事故停電范圍下會因非同期合閘而出現(xiàn)擴大。如果發(fā)生故障出現(xiàn)跳閘，系統(tǒng)中接入的分布式電源不會停止運行或者從電網(wǎng)中被切除，進而出現(xiàn)孤網(wǎng)運行。
因此，配電網(wǎng)中接入分布式電源后，需要對各方面的因素進行重新考慮。
5 分布式電源的接入影響配電網(wǎng)電壓的波動
在配電網(wǎng)中由于接入了分布式電源，在用戶端由于出現(xiàn)了電源，在一定程度上影響穩(wěn)態(tài)電壓的分布規(guī)律，例如，當以異步發(fā)電機為主的風電場并網(wǎng)運行時將會引起系統(tǒng)無功的變化，進而影響整個系統(tǒng)電壓。分布式發(fā)電功率隨機變化、分布式發(fā)電機隨意啟停，將會突然改變潮流分布和大小，因配電變壓器沒有有載調(diào)壓功能，配電網(wǎng)根本無法應(yīng)對這種因潮流突變而導致的電壓變化，將會引起電壓波動、電壓閃變等電能質(zhì)量問題。
6 分布式電源接入對配電網(wǎng)自動裝置的影響
6.1 對自動重合閘的影響。一方面電網(wǎng)電源失去后，故障點通常通過分布式電源繼續(xù)供電，進而造成故障點電弧出現(xiàn)重燃，導致絕緣被擊穿，使得瞬時故障惡化成為永久性故障。另一方面對于重合閘，線路中一直處于有壓狀態(tài)，進而不能啟動重合閘，導致事故不斷擴大，甚至造成分布式電源的損壞。
6.2 對備自投的影響。由于母線電壓的存在，不到滿足備自投動作的無電壓、無電流的條件，導致備自投裝置拒動，進而影響電網(wǎng)供電的可靠性。因此，接入分布式電源后，必須將低頻低壓解列裝置配置在分布式電源側(cè)，進而確保在自動重合閘、備自投動作之前除分布式電源。
7 分布式電源接入對配電網(wǎng)調(diào)度運行管理的影響
為了確保整個系統(tǒng)安全可靠地運行，需要對配電網(wǎng)進行統(tǒng)一調(diào)度和管理，進而擺脫大量分布式電源和傳統(tǒng)電源并存的現(xiàn)狀。受分散性的影響和制約，導致大量分布式電源不能安裝專門的電力通信裝置，進而在安全監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中不能納入自動化信號，使得調(diào)度人員無法對分布式電源的運行進行實時的監(jiān)控，在一定程度上增加了安排分布式電源的運行方式，以及配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的難度，配電網(wǎng)作業(yè)的安全系數(shù)大大增加。所以，需要借助各種通信方式，在自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中納入分布式電源，進而對分布式電源的運行加強管理。
8 結(jié)束語
隨著科技的不斷進步分，布式發(fā)電技術(shù)滿足了能源系統(tǒng)的客觀要求，在強大的電網(wǎng)支撐下，分布式能源得以充分地發(fā)展。國家電網(wǎng)也加快建設(shè)“堅強智能電網(wǎng)”的步伐，在一定程度上為大規(guī)模地開發(fā)和消納可再生能源提供了能源配置平臺。在不遠的未來，將會形成新的電力工業(yè)體系，將 “綠色電能”送到千家萬戶，促進我國經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展。