浅谈分布式电源接入对配电网的影响

于纳　王铮

[摘 要]文章介绍了分布式电源的定义和优点，分析了其接入对配电网的影响，提出了分布式电源规划应与电网规划协调发展的建议。

[关键词]全寿命周期；成本模型；电网规划；分布式电源；配电网

21世纪，人类进入环保新世纪，人类普遍意识到了资源问题、环保问题，在常规能源面临危机的形势下，进入了可再生能源开发的新时代。伴随着国际上“低碳经济”理念的提出，我国也顺应客观形势，越来越注重节能环保与新型资源、能源的开发，并提出了“节能减排”的发展规划和目标，电力系统的节能技术也在不断被研发和推广，其中分布式发电技术经过实践证实，能达到积极的节能效果。

分布式发电简单来说就是围绕用户的分散式布置电源，实行小功率、小模块发电，以此来满足用户需求，同时支持配网的高效运行。同以往的集中供电相比，分布式发电不仅节能，而且所占空间小、成本小。具体的技术类别包括燃气轮机发电、风力发电、太阳热发电、生物能发电等。

分布式发电作为一种依托于新能源发展起来的发电模式，具有一定的优势和科学性，能够积极优化调节供电结构，改变传统供电模式的弊端，然而由于处于初始发展阶段，其接入配网系统依然面临着一些问题和挑战，需要优化、调整与改进。

一、分布式电源的优点

1.成本低、灵活变通。分布式发电电源通常体积小、占地空间小、施工周期短，特别适合用在经济欠发达、相对闭塞的乡村地区，通过布设微型分布式电源，实现地方资源的有效利用，能实现就地发电，达到电能的充分供应，而且分布式发电相对灵活、变通，电力负荷能够被灵活调控，启动也较快。

2.维护配网的安全性。DG设备能够发挥备用电源的功效，从而持续供电，减少断电危险。而且峰谷电价时，DG设备也能够维护供电的安全性，控制电费成本，分布式电源设备处于相对独立的运行状态，不会同大电网相混淆，即使大电网出现问题，依然能够确保正常运转，维护用户供电。

3.利于环保，能源高效利用。分布式发电技术属于科学、先进的技术，其所排放的污染物较少，能量转化率较高，而且能够实现能源的循环利用，有利于控制环境污染，电源通常距离用户较近，这样就缩短了供电距离，控制成本，确保能源被充分利用。

4.实惠用户。分布式电源在电力系统的引进，打破了传统的公共电网的供电垄断地位，形成了多样化供电格局，形成了供电行业新一轮的竞争，有利于电价更加公平化、合理化，而且竞争形势推动供电方不断改进完善自身的供电服务，最终为用户带来实惠。

二、分布式电源对电网的影响

1.对配网潮流的影响。配网形状通常为辐射状，线路潮流通常自电源一端出发，直指用户侧。如果配网内部安装了分布式电源，那么此时DG的容量大小、链接方位等则会影响线路潮流方向与大小。

风力发电机一般为异步发电机，其运转需要无功的支持，从而使得配网系统承受更大的无功压力，此时应该本着就近的原则装配无功补偿设备，从而影响配网潮流。

2.配网电压与电能质量的影响。以往的配网系统因为处于相对平稳、安全的工作状态，此时电压自馈线潮流方向不断降低。然而当分布式电源链接后，因为用户一侧出现了电源，此时以往的稳态电压分布则会发生变化。

例如：风电场并网运转过程中，系统将出现无功变化，从而对系统电压带来干扰信号。分布式电源中含有各种部件，同时是以逆变模式同配网链接起来，容易引发一系列质量问题，例如不稳定电压等。对于这些问题，最佳的解决方式就是在分布式电源旁设置滤波设备。

3.配网继电保护的影响。以往的配网系统，一旦线路发生故障，短路电流通常是从电源到故障区的单一流向电流。主馈线中对应增设保护，保护的主要类型为反时限保护、距离保护等，同时也配有重合闸设备。当分布式电源连入配网系统后，由于其链接位置、型号等的影响，对应的短路电流也会有所改变，甚至会造成初始的保护系统误动作。

对于DG对配网继电保护的影响，当前依然未得出较好的解决方案，针对这一问题，可以先试着将分布式电源链入配网系统，再全面、综合分析各种因素，通过继电保护的计算，从而防止误动作问题的出现。

4.对配网调度与运行控制的影响。如果DG被广泛运用到电网系统，必然会为电力系统带来多方面问题，例如电网适应性、系统调峰调频等。同时，由于分布式电源的发电主要依靠的是清洁的可再生能源，例如风能、光能等，然而这些能源的发电体现出一定的间断性、不稳定性，很容易造成供电不稳定、不安全等问题，面对这些问题，最重要的就是集中调度并管理配网，以此来实现传统电源和分布式电源的和谐共处，维护电力系统的安全运转。

因此，在分布式电源正式接入配网系统前，应该做好一切可能性问题的预测与分析，同时需要预先给出解决对策，以此来维护能源的有效利用，确保系统灵活运转，使配网系统更加高效、稳定地工作。

5.对配网规划的影响。以往的配网具有一定的传统性，其规划一般是在维护负荷增长、有效供电的基础上，参照规划过程中，空间负荷的预测情况以及当前的网络特征等对应选择最合适的方案，对应进行规划。然而因为分布式电源的稳定性较差、安全等级较低，无疑会为电网规划带来难度。

具体体现为：分布式电源同配网系统链接后，整个配网系统的负荷会急剧上升，造成配网系统的负荷更加无法科学预测，甚至会对以后的系统规划带来更多困难。配网规划过程中，如果由于受到各种主客观因素的影响，配网负荷有所上升，就需要创建变电站，然而因为出现了并网问题，很难找到最合适、最合理的规划方案。

6.对电力市场的影响。由于DG同配网链接，会使得配网系统的其他装置无用武之地。假设分布式电源处于运转状态，那么配网中的配电变压器、电缆等则会由于自身接受不到足够的负荷，发生轻载甚至空载运行。这样就可能造成一部分设备的闲置或者只处于备用状态，这无疑浪费了成本，而且也会影响供电效益，甚至会影响配网负荷的准确预测。同时，如果DG不能科学、合理布设，再加上其他的琐碎问题，例如：网电量计算不准、设备安装不当等，都可能引发一些成本问题，影响供电效益。

三、结语

分布式发电作为一种依托于新能源发展起来的发电模式，具有一定的优势和科学性，能够积极优化调节供电结构，改变传统供电模式的弊端，是我国调整能源消费结构、履行碳排放承诺、促进经济和社会的可持续发展的必然选择。为充分接纳分布式电源，协调大电网与分布式电源之间在可控性、易用性之间的矛盾，发挥分布式电源为电网和用户带来的价值和效益，研究分布式电源并网技术，做好分布式电源规划与电网规划的衔接有着积极的意义。

参考文献：

[1] 何季民.分布式电源技术展望[J].东方电气评论，2003，17（1）.

[2] 李蓓，李兴源.分布式发电及其对配电网的影响[J].国际电力，2005，9（3）.