论分布式电源对煤矿电力配电网系统的影响

邢魁中

（郑州煤炭工业（集团）有限责任公司供电处）

0 引言

分布式电源作为煤矿电力电源的新技术，它的发展与应用势必会对煤矿电力配电网系统造成一定影响，为了保证分布式电源的发展以及电力系统的安全稳定运行，确保煤矿生产顺利进行，就有必要分析分布式电源对煤矿电力配电网系统的影响。

1 分布式电源对煤矿电力配电网系统的影响分析

分布式电源的应用使得供电服务具有更高的可靠性，也提升了电能质量，同时以其节能环保的特点成为当前煤矿生产的重要能源首选。所以近年来，分布式电源得到了愈加广泛的应用，但是在实际应用中发现，配电网系统中引入分布式电源，将会极大影响配电网结构及其正常运行。

（1）影响电压

在分布式电源的应用中，它会对配电网系统的电压波动和稳态电压分布产生影响。因为在传统配电网中，通常都会呈现出辐射状，当处于稳态运行的时候，电压往往会随着馈线的潮流方向逐步下降。但是在配电网系统中接入分布式电源后，其位置和总容量将会对沿馈线各负荷节点处的电压产生影响，也就是说，分布式电源所处位置不同以及总容量不同，其电压被抬高的数值也会有所差异。而且在传统配电网系统中，系统电压波动的产生是由有无功负荷随时间变化而实现的，当在系统末端附近集中了负荷，就会增大电压波动，但一般要尽可能地防止系统产生这类情况。在配电网系统中接入分布式电源，则会使得系统电压波动增强或降低，难以有效控制，因此分布式电源不能很好地与当地负荷进行协调运行，进而可能会让系统电压波动增大。

（2）影响电能质量

在配电网系统中接入分布式电源，这既能对电能质量产生正面影响，同时也能产生负面影响。首先，分布式电源可以使得电源提供速率更加及时迅速，其分散、就地的供电方式，也能使得供电质量和可靠性得到有效增强，例如在电网关联负载较大的情况下，分布式电源可以在相应有效控制措施下及时投入运行，进而及时保证电网系统的运行稳定，降低故障产生机率。但是分布式电源的不规则启停会致使其输出功率波动，或者是不能与配电网负荷协调运行，这都有可能导致电压闪变现象的产生。同时在分布式电网接入到系统中还会使用大量的煤矿电力电子装置，这些装置在运行中将会改变电网电流、电压波形，使其发生畸变，进而引发电网谐波污染，影响系统的正常运行。

（3）影响系统保护

传统配电网的辐射状潮流是由电源至用户的单向流动，同时在配电网中时常出现瞬时的故障，因此传统配电网主要根据“仅断开故障支路，对瞬时故障进行重合闸”的原则进行保护设计，也就是说，传统配电网的系统保护措施是将反向过流继电器安装在变电站中，将自动重合闸设备安装在主馈线上，将熔断器装设在支路上。但是在接入分布式电源后，会形成一个多电源系统，这种系统就需要保护设备具备方向性，在传统配电网中则不满足这一要求。虽然可以由方向性敏感元件替代传统配电网系统中自动重合熔断器，却不能满足经济可行性。

（4）影响系统损耗

将分布式电源接入到配电网的负荷附近，会使得整个配电网系统的功率流向出现改变。根据分布式电源出力和节点负荷关系可以出现三种情况：第一，当系统每一节点负荷量都不小于对应节点分布式电源输出量，那么分布式电源对配电网的损耗起着降低作用；其二，当系统至少有一节点的分布式电源输出量比该节点负荷量大，同时系统总负荷量大于整个分布式电源输出量，分布式电源可能会增加配电网中某些线路的损耗，但就整体而言，它还是会降低整个配电网的损耗。其三，当系统至少有一节点的分布式电源输出量比该节点负荷量大，同时系统总负荷量小于整个分布式电源输出量，如果系统总负荷量大于分布式电源总输出量的1/2，那么其影响系统的损耗情况与上述第二种情况相似，反之，分布式电源将会大幅增大配电网系统的损耗。

（5）影响系统规划

在配电网中接入大量分布式电源后，由其引发的一系列配电网综合性问题势必也会对系统的正常运行产生影响。想要让电网保持安全稳定运行，那么就需要加强分布式电源的调度，进而增设必要的煤矿电力电子设备，使得分布式电源单元合理地集成到原有配电网系统中。与普通没有接入分布式电源的配电网系统相比，接入分布式电源的煤矿电力系统自身规划和运行的不确定性会更强，为了降低这种不确定性，就需要做好分布式电源的位置、容量的研究分析工作，同时做好准确的评估工作，以确保配电网系统的安全、稳定运行和经济可行性。

2 分布式电源与智能配电网

分布式电源可以充分利用分散存在的能源，并提高能源的利用效率。分布式发电通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。分布式电源通常接入中压或低压配电系统，使得配电网更加稳定、高效。配网自动化建设将由配网主战系统、配电网终端设备组成。配电网自动化系统终端设备主要包括配变终端设备（TTU）、馈线终端设备（FTU）和开闭所终端设备（DTU），分别对户外型柱上开关、配电变压器、封闭型开关柜进行自动控制。主站的主要功能是对配网设备管理和监控工作管理。配网自动化建设将由配网主战系统、配电网终端设备组成。所谓智能配电网，即建设自动化的配电网主站、终端，使得配电网更加稳定、高效。下图为智能配电网自动化系统。

分布式发电将彻底改变配电网结构，并会对配电系统产生广泛而深远的影响。智能网的配电不仅仅是一个分配系统，智能配电还将是一个电力互换系统。而未来配电系统有望演变成一种功率交换媒体，即它能收集电力并把它们传送到任何地方，同时分配它们。发展智能电网的重要环节就是配电网自动化项目的建设和改造，以及智能输变电的建设逐步完成，煤矿电网自动化升级、电网的改造升级将全面铺开。分布式发电的优势在于其可以充分开发利用各种可用的分散存在的能源，包括本地可方便获取的化石类燃料和可再生能源，并提高能源的利用效率。

图 智能配电网自动化系统

3 结束语

总而言之，分布式电源是当前一种新型综合利用能源的发电方式，它能够在提升经济效益的同时降低土地占用面积，具有良好的资源节约和环保性能，同时作为远程或独立发电和备用发电，使其成为煤矿电力电源发展的新趋势，为了使其得到更好的发展和更多的推广，就需要加强分析其对电力配电网系统的影响，进而为之后的发展和应用提供借鉴和建议。

[1]张俊芳, 姚强, 杭银丽. 分布式电源对配电网谐波分布影响的研究[J]. 电气应用, 2011(18): 61-65.

[2]徐国庆. 分布式配电网系统无功优化补偿优化策略措施探讨[J]. 科技信息, 2011(36): 627-628.

[3]黄伟, 雷金勇, 等. 分布式电源对配电网相间短路保护的影响[J]. 电力系统自动化, 2008(1): 93-97.

[4]王宏业. 探讨考虑分布式电源的配电网规划[J]. 通讯世界, 2014(21): 154-155.

[5]范蓓. 浅谈分布式电源对配网继电保护的影响[J]. 科技风, 2013(22): 77.