新能源接入对智能配电网的影响

杨德平 高伟 刘立伟 齐占宇

摘  要：智能電网的核心内容之一是解决各种新能源的接入问题。风能、光伏、电动车充电站等新能源发、用电存在间歇性、波动性强，接入电网技术性能差和对电网注入谐波等一系列问题。本文主要介绍了风力、光伏发电、电动车充电站接入电网后对配电网的影响，希望可以通过建立智能配电网的模型，深入研究分析新能源供用电接入对智能配电网的综合影响，实现对配电网各组件的监控和最优供用电组合。

关键词：新能源;智能配电网 风力发电;光伏发电;电动车充电站

近年来，世界范围内能源危机日益加剧，能源的开采和使用加速了人类生存环境的恶化。人类必须在有限资源和环境保护要求的双重制约下发展经济。因此，作为一次能源的最大使用者，电力行业综合利用各种新能源具有非常重要的意义。由于新能源发电具有随机性、波动性和间歇性，其接入电网会影响电力系统的安全稳定运行。

一、新能源发电技术及其对智能配电网的影响

在可再生能源中，光伏发电和风力发电发展最快，世界各国都将其作为重要的发展方向。新能源的转换、利用和并网运行技术，是世界各国智能电网技术的研究焦点。

（一）风力发电简介。风力发电是目前新能源开发中技术最成熟、最具规模化商业开发前景的发电方式。风力发电是利用天然风吹转叶片，带动发电机转子旋转发电。其运行方式可分为独立运行、并网运行、与其它发电方式互补运行如与柴油机组、与太阳能光伏发电、与燃料电池发电方式等互补等。

（二）光伏发电简介。光伏发电是应用太阳电池在受到太阳光照时产生光伏效应，将太阳能转变为直流电能，主要由光伏阵列、传感器、储能型蓄电池和充放电控制器、升压电路、逆变器、滤波器和系统控制器等组成。

（三）新能源发电接入对电网的影响。新能源发电的目的是增加电力系统的电量，减少电力系统对一次能源的消耗。新能源发电具有间歇性、随机性、可调度性差的特点。在电网接纳能力不足的情况下，新能源发电并网会给电力系统带来一些不利影响，存在的主要问题在众多文献中均有描述，现总结如下。

（1）对电能质量的影响。风力发电和光伏发电受天气影响均具有间歇性和波动性特点，且一般配有整流-逆变设备和大量的电力电子设备，会产生一定的谐波和直流分量。（2）对网损的影响。新能源接入配电网后，配电系统将由原有的单电源辐射式网络变为用户互联和多电弱环网络[1]。电网的分布形式将发生根本性的变化，负荷大小和方向都很难预测。这使得网损不但与负载等因素有关，还与系统连接的电源具体位置和容量大小密切相关。（3）对配电网系统的实时监控的影响。现行的配电网是一个无源的放射形电网，信息采集、开关的操作、能源的调度等相应比较简单，其实施监测、控制和高度是由供电部门统一来执行的。新能源的接入使此过程复杂化，特别需要对新能源接入后可能出现的“孤岛”现象进行监测预防。（4）并网标准。目前，我国还没有统一的关于新能源发电的并网标准，关于大中型新能源发电并网对电力系统安全稳定性、电能质量、电网调度和运行等的影响因素，以及电网接纳能力等方面的技术问题尚没有确切定论，对接入系统的有功/无功控制能力、电能质量及低电压穿越能力等的检测手段也不完善，包括对控制器、逆变器、输配电设备、双向计量设备及系统安全性方面的检测。

二、电动车充电设备及其对智能配电网的影响

（一）电动车充电设备简介。目前新能源汽车主要有替代燃料汽车、电动汽车、燃料电池汽车三种。电动汽车在环保、清洁、节能等方面有明显优势，成为了当代汽车的主要发展方向，是最有潜力的交通工具。

（二）电动车充电设备对智能配电网的影响。（1）对电能质量的影响。电动车直流充电机采用电力电子技术、整流装置等非线性设备，在实际使用过程中不可避免的产生谐波和无功电流，从而影响电能质量。（2）对配电网的其他影响。电动车采用白天行驶、夜间充电的运行方式，有利于电网的峰谷平衡，改善电网负荷特点，减少为维持电网低负荷运转而引起的调峰费用。

三、结语与展望

随着微网、物联网技术、微型风力发电和光伏发电并网技术以及新型滤波充电桩技术越来越成熟，未来的智能配电网必须可以兼容新能源，实现负荷侧的交互，支持多元化电源的灵活接入和方便使用。首先，智能配电网可以利用太阳能光伏发电和微型风力发电不受地域限制的特点，实现新能源的即插即用，建立微型发网系统，组成微型电网，实现自发自用。其次，电动车特别是电动汽车产业虽然发展迅速，但普及率仍不高。

参考文献：

[1] 李晓明，刘淑琼.分布式发电对配电网的影响及对策技术[J].2009（11）：80～8 3 .

[2] 程明.新能源与分布式电源系统（上）[J].电力需求侧管理，2003，5（3）：44～ 46.