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0引言

分布式電源是不直接和集中輸電系統(tǒng)相連的35kV及以下電壓等級的電源，這一小容量發(fā)電結(jié)構(gòu)往往覆蓋于配電網(wǎng)附近?，F(xiàn)階段，我國電力事業(yè)進(jìn)入新的發(fā)展階段，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)正在穩(wěn)步構(gòu)建。分布式電源大多采用太陽能、風(fēng)能等新能源發(fā)電形式，有關(guān)分布式電源的相關(guān)研究與實踐工作逐漸成為電力行業(yè)的熱點(diǎn)，其有很大開發(fā)潛力。但在推進(jìn)落實分布式電源并網(wǎng)的過程中，分布式電源的特殊性會對原有配網(wǎng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)運(yùn)行帶來不同程度的影響，這需要引起電力企業(yè)的重視[1]。

1分布式電源的運(yùn)行原理

1.1同步機(jī)型分布式電源同步機(jī)型分布式電源并網(wǎng)時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動速度和并網(wǎng)點(diǎn)電壓變動速度一致。發(fā)電機(jī)在原動機(jī)作用下轉(zhuǎn)動，通過線路連接至大配電網(wǎng)。當(dāng)運(yùn)行環(huán)境正常時，發(fā)電機(jī)處于平衡狀態(tài)，即輸出和輸入功率相等[2]。

1.2逆變型分布式電源逆變型分布式電源的主要控制方式有PQ和VF，在實踐工作中更多采用前者，這是因為PQ控制可以直接控制輸出功率。PQ控制涉及的參數(shù)包括電流和電壓。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常時，分布式電源檢測無功與正常使用功率會輸入PQ模塊，在此基礎(chǔ)上同PQ參考值做差，借助控制系統(tǒng)和電流限制系統(tǒng)獲得相應(yīng)參數(shù)，并輸入相應(yīng)模塊加以控制。此時，電流檢測模塊會轉(zhuǎn)換檢測電流值，并且比較控制系統(tǒng)和電流限制系統(tǒng)數(shù)值，而后獲得所需參數(shù)，再轉(zhuǎn)換得到所需信號驅(qū)動，最終輸出正序電壓數(shù)值，完成分布式電源控制[3]。分布式電源并網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，其中，Ug為電網(wǎng)電壓，Zg為等效阻抗，UL為負(fù)荷電壓，ZL為阻抗，IDG為分布式電源的電流值。

2分布式電源并網(wǎng)對配電網(wǎng)系統(tǒng)的積極影響

2.1大幅度減少電能消耗量分布式電源有多種放電方式，可以減少能源損耗。根據(jù)焦耳的相關(guān)電能定律，要想將電能消耗量控制在最低水平，可以根據(jù)實際情況合理增加電壓。即在電能輸送期間，可以利用調(diào)整電壓大小的管理手段控制電能損耗。但如果直接控制電壓大小，極易出現(xiàn)電能浪費(fèi)的情況，選擇分布式電源可以避免該問題的發(fā)生[4]。

2.2實現(xiàn)綠色環(huán)保戰(zhàn)略目標(biāo)傳統(tǒng)發(fā)電模式離不開對煤炭資源的使用，煤炭燃燒后會對環(huán)境造成污染。分布式電源依靠新型能源發(fā)電，如太陽能等，不僅解決了環(huán)境污染問題，還實現(xiàn)了綠色環(huán)保戰(zhàn)略目標(biāo)。分布式電源以低壓方式進(jìn)行輸配電，極大程度上減少了電磁污染現(xiàn)象的發(fā)生率，保護(hù)了人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境[5]。

2.3明顯提升電能質(zhì)量擁有低電壓穩(wěn)定系統(tǒng)是分布式電源的主要優(yōu)勢，也是與傳統(tǒng)配電系統(tǒng)的根本區(qū)別，使用分布式電源可以提升電能質(zhì)量，也能夠保證用電的穩(wěn)定性。從規(guī)模布置來看，分布式電源布置范圍小且搭建周期短，即使遇到突發(fā)問題也能夠短時間內(nèi)完成對配電系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，進(jìn)而快速恢復(fù)正常用電，最大化保證電能整體質(zhì)量[6]。

3分布式電源并網(wǎng)對配電網(wǎng)系統(tǒng)的消極影響

3.1對繼電保護(hù)產(chǎn)生的影響對于電力部門而言，電路故障是一種普遍現(xiàn)象，為了將故障發(fā)生率降至最低，通常會使用繼電保護(hù)裝置，以此防止重大安全事故的出現(xiàn)。在研究電路故障后發(fā)現(xiàn)，電路故障主要分為短路故障和斷路故障兩種形式[7]。以短路故障為例，如果電路中的電流過大，很可能會發(fā)生短路故障，進(jìn)而對電路設(shè)備的正常使用造成影響，甚至損害到電力部門的經(jīng)濟(jì)利益，引入繼電保護(hù)裝置可以減少故障發(fā)生率。如果同時引入分布式電源，會極大地增加線路的復(fù)雜性，改變輸電線路的短路狀態(tài)，保護(hù)裝置中的電流會因此發(fā)生相應(yīng)變化，使繼電保護(hù)裝置的靈敏度受到很大的影響。將分布式電源并入配電線路，會使繼電保護(hù)裝置在發(fā)生短路故障時可能做出錯誤的判斷，進(jìn)而出現(xiàn)保護(hù)器閘門自動重合失敗等情況，當(dāng)故障問題嚴(yán)重時還可能會燒毀電力線路，增加電力部門不必要的支出成本。

3.2對電能質(zhì)量產(chǎn)生的影響當(dāng)分布式電源并入電網(wǎng)后，可能會出現(xiàn)電壓抑制和電壓跌落的情況，期間還可能因電壓波動而發(fā)生閃變現(xiàn)象。如果輸電線路未出現(xiàn)短路故障，不同節(jié)點(diǎn)位置的電壓值會發(fā)生變化，并與不斷擴(kuò)大的分布式電源電容呈明顯的正比例關(guān)系。不僅如此，將分布式電源引入配電線路的過程中，還可能伴隨電機(jī)啟動或者電閃現(xiàn)象。如果電力部門不能足夠重視以上內(nèi)容，很可能會影響電力行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。此外，在集中供電的前提下，配電網(wǎng)會一直處于輻射狀態(tài)，如果電力線路長期保持穩(wěn)定運(yùn)行，電壓會隨著饋線潮流方向逐漸降低，以此保證電力線路的正常供電。分布式電源并入，會使饋線上的傳輸功率逐漸減少，加上分布式電源沒有輸出功率作支撐，會導(dǎo)致一些負(fù)荷節(jié)點(diǎn)位置上的電壓發(fā)生改變，進(jìn)而引起電壓抬高、電壓超標(biāo)的情況?？梢姺植际诫娫床⒕W(wǎng)增加了配電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險[8]。不同容量分布式電源接入對電壓的影響對比如圖2所示，能夠看到在配網(wǎng)實踐工作中，接入不同容量的分布式電源，各節(jié)點(diǎn)電壓也會有不同的變化。其中，分布式電源對接入點(diǎn)的電壓影響最大，而遠(yuǎn)離分布式電源接入點(diǎn)的各節(jié)點(diǎn)的電壓所受影響較小。

3.3對配電網(wǎng)規(guī)劃產(chǎn)生的影響當(dāng)前，將分布式電源并入配電網(wǎng)已成為大勢所趨，但是由于配電網(wǎng)自身結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，分布式電源的順利并網(wǎng)十分困難，甚至還會影響供電的可靠性，降低電網(wǎng)整體運(yùn)行效率。分布式電源并入配電網(wǎng)期間，可能對配電網(wǎng)規(guī)劃造成影響，具體如下。（1）分布式電源并入極易改變原有配電線路的穩(wěn)定性，增加電路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的選擇難度。（2）分布式電源并入配電網(wǎng)時存在很多不確定因素，規(guī)劃人員無法準(zhǔn)確推算系統(tǒng)負(fù)荷。（3）分布式電源并入可能對輸電設(shè)備造成一定影響，如使部分輸電設(shè)備出現(xiàn)暫時閑置的情況，使電力部門無法及時收回投資成本，大大增加了電力部門的經(jīng)濟(jì)壓力。（4）在并入分布式電源后，運(yùn)維管理工作難以有序進(jìn)行。傳統(tǒng)模式下，電力部門會借助兩路供電形式對小型用戶供電，如果電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在問題，很可能影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這時電力部門只能利用增加設(shè)備的方式解決以上問題，無形中增加了運(yùn)維管理成本。

4分布式電源并網(wǎng)的電能質(zhì)量改善策略

針對分布式電源并網(wǎng)對配電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的相應(yīng)影響，在電力實踐工作中，既要充分發(fā)揮分布式電源的各項優(yōu)勢，同時也需要注意采取有效策略來改善分布式電源電能質(zhì)量，使之更好地在配電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)揮作用。具體可以考慮從以下方面來落實改善策略。

4.1引入電能質(zhì)量治理信息庫隨著分布式電源廣泛應(yīng)用于配電網(wǎng)實踐工作，電力企業(yè)要想更好地保障電能質(zhì)量，就必須結(jié)合分布式電源并網(wǎng)運(yùn)營特點(diǎn)和可能產(chǎn)生的不利影響，主動加強(qiáng)智能化軟件和設(shè)備的運(yùn)用，通過引入電能質(zhì)量治理信息庫完善電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)，重點(diǎn)落實電力服務(wù)系統(tǒng)與電力終端用戶之間的數(shù)據(jù)交互?；诖耍梢愿尤娓咝У卣莆辗植际诫娫床⒕W(wǎng)后負(fù)荷狀態(tài)、節(jié)點(diǎn)電壓、諧波含量等數(shù)據(jù)信息，為保障配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠運(yùn)行提供必要支持。

4.2構(gòu)建分布式智能控制系統(tǒng)在電力實踐工作中，針對分布式電源并網(wǎng)可能給配電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量造成的負(fù)面影響，可以構(gòu)建分布式智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)指令執(zhí)行、信號采集、分析規(guī)劃等多種功能。在此基礎(chǔ)上，可以根據(jù)區(qū)域電網(wǎng)實際運(yùn)行情況和電壓等級，綜合治理配電網(wǎng)系統(tǒng)和分布式電源電能質(zhì)量，確保配電網(wǎng)系統(tǒng)高質(zhì)量、高效率運(yùn)行，滿足電力事業(yè)和電力工作發(fā)展需要。另外，要想使分布式智能控制系統(tǒng)發(fā)揮應(yīng)有效用，還必須在電力實踐中不斷加以驗證和改善。

4.3合理保障配電設(shè)備性能想要改善分布式電源電能質(zhì)量，降低電源并網(wǎng)期間可能面臨的諸多不確定性因素，應(yīng)當(dāng)保障分布式電源相關(guān)設(shè)備的性能。當(dāng)前，分布式電源技術(shù)不斷突破創(chuàng)新，分布式電源的器件設(shè)備，如源濾波器、配電系統(tǒng)用靜止無功補(bǔ)償器、固態(tài)切換開關(guān)、動態(tài)電壓恢復(fù)等，都在電力實踐工作中得到了廣泛應(yīng)用，在處理三相不平衡、電壓閃爍與波動、諧波問題等方面扮演著愈發(fā)重要的角色。保障配電設(shè)備性能有利于改善分布式電源電能質(zhì)量，相關(guān)單位要重視配電設(shè)備的發(fā)展。

4.4深化分布式發(fā)電與傳統(tǒng)電網(wǎng)的融合當(dāng)前，我國分布式電源并網(wǎng)仍然處在發(fā)展階段，想要改善其電能質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)基于現(xiàn)階段配電網(wǎng)系統(tǒng)實際情況，持續(xù)優(yōu)化相關(guān)方案。特別是在分布式發(fā)電與傳統(tǒng)電網(wǎng)的融合過程中，既要充分借鑒傳統(tǒng)電網(wǎng)改善電能質(zhì)量的思路、對策與經(jīng)驗，也要根據(jù)分布式電源特殊性，確保電能質(zhì)量改善方案的針對性與實效性，通過二者的融合，高效改善電能質(zhì)量。

5結(jié)束語

綜上所述，分布式電源憑借自身節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，在當(dāng)前的電力實踐中得到了越來越多的應(yīng)用，將分布式電源并入配電網(wǎng)系統(tǒng)成為發(fā)展的必然趨勢。特別是在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)時，分布式電源并網(wǎng)擁有更為廣闊的應(yīng)用空間與前景。電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)對分布式電源發(fā)展給予更多關(guān)注和投入，在明確分布式電源并網(wǎng)積極影響的同時，也要充分考慮其對配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的影響，通過采用科學(xué)有效的對策，著力降低分布式電源并網(wǎng)對配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行帶來的風(fēng)險，使分布式電源與配電網(wǎng)系統(tǒng)之間可以更加充分地融合，從而使分布式電源并網(wǎng)能夠發(fā)揮出應(yīng)有的價值作用，保障配電網(wǎng)系統(tǒng)安全可靠高效運(yùn)行，實現(xiàn)電力工作長遠(yuǎn)發(fā)展。

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作者:吳龍騰 邱澤堅 單位:廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局