浅析分布式能源接入智能配电网技术

朱文灿

摘 要：随着近年来国家节能减排发展理念的提出，不同领域的人们都在积极探索更有利于生态良性循环的生产生活方式。传统大电网的发电局限性较大，逐渐取而代之的分布式发电立足于新能源技术研究，具有十分显著的优点。文中简述了电网系统中分布式能源的相关概念，阐明了优缺点，突出分析了分布式能源并入智能配电网产生的技术影响。

关键词：分布式能源；智能配电网；并网运行

中图分类号：TM715 文献标识码：A

伴随着市场经济的快速发展，传统的大电网供电模式已经无法满足当前的能源需求，也无法确保电网输出输入的质量与安全性。为解决这样的单一供电弊端，分布式发电开始被广泛提倡和应用。当然，作为一项新兴能源技术，分布式发电能源从探索研究到真正的全面推广应用尚且需要更多的检验，也需要人们正视其优缺点，科学认识分布式能源在并入主电网后产生的系列影响。

1.分布式能源发电概述

1.1 基本概念

分布式发电，是指为满足特定的电网用户需求，在其就近点装设较小功率的发电机组，靠稳定发电维护电网。不同于传统的大电网发电，分布式发电并没有使用煤、石油、天然气等能源，而是大量运用符合国家节能减排标准的新型可循环再生能源。当前，人们较为熟悉的分布式发电方式为：燃料电池、小型燃气轮机、小型太阳能光伏发电，小型风力发电，这些清洁能源必能成为未来更加重要的发电能源。

1.2 优缺点分析

传统的大电网发电系统，首先对于选址要求十分严格，待建区域内往往未出现足够数量的冷热能应用对象，这样就降低了联产的可能性。而分布式能源系统在冷能、热能、电能三方的联产效应中表现突出。整个系统能够实际降低传输电能所产生的消耗问题，这主要得益于分布式选择的用户都是就近分布的，不存在远距离传输能量的缺陷。

当然，分布式能源系统的缺点也较为突出。通常在应用过程中，控制分布式电力系统需要注重在传输供电时的单点单行性，而且系统的传输功率也相对变小，严重低于大功率机组的普通功率，整体上体现了效能低但售价高的特点。分布式能源还存在一个不足，就在因机组的分散性增加，对于专业维护方面消耗等大，在纯发电成本上其产生的资金更多。

2.分布式能源接入智能配电网技术的技术影响

众多分布式能源发电后直接并入到当地的配电系统，如10kV高压配电系统后，采用独立运行或并网运行的方式可以形成分布式电源。一旦分布式能源发电并入到智能配电网中，必然会在技术上形成诸多影响，需要人们在日常规划和应用中加以重视，积极研究解决。

2.1 影响配电网络的技术规划

通常，供电部门重点针对配电传输线路的负载所提出的配电网络规划，执行中较为繁琐。传统规划方案中，预测数据产生后会与按不同时间轴形成的不同用户用电方案进行对比，同时用科学方式对用电进行规划设计，根据有关用电规范，一旦方案设计达到线路的符合要求，并能实现用电成本处于最低水平，这样的配电网络规划才算合理有效。

分布式能源系统的配电规划，因新技术的引进和优化，极大地稳定和提升了电网的配电效率，对于传统的配电网络技术规划造成了一定的影响。

2.1.1 系统预测不够全面

虽然分布式系统能够对配电系统的负荷情况做出积极预测，并且确保配电不稳时能够展开可行性预测，但是经过大量实践能够发现，分布配电的方式应用后，并没有对配电规划的负荷激增或锐减情况进行具体地考虑，一旦出现突发性的极端条件，则系统预测的准确性严重不足，规划能力大打折扣。

2.1.2 节点数量控制不力

传统的配电系统在规划时就对相应的节点数进行了规定，如果整个输送线路上负载加重，则整个发电系统会因节点数的迅速增加受到运行约束。而分布式系统的规划中对节点的处理并不明确，数量的改变较为频繁，这样就让配电方案存在隐患，因难以稳定从而丧失了准确的负载预测分析，也就无法找到最佳的规划方案。

2.1.3 电力配给方案规划不足

如果供电系统采用多种能源的混合发电，则仅靠传统的集中化单一模式并不能对供电系统展开详尽全面地判断。而在分布式配电中，电力配给方案规划通常不足，想用结构简单的分布式完成对各种结构的电力配给方案规划难度较大，因此无法化解供电设备发电障碍。

2.2 影响配网系统的网络损耗

传统供电系统中，在计算配网系统的网络损耗时一旦都需要对电力负载进行测算，而将电力负载与标准设计参与相乘就得到电力系统的网络损耗。当然，上述计算属于简易运算，不可能产生精确计算值。而在分布式系统中，损耗的计算除运用类似上述计算方法外，还考虑到输送线路的电阻、电容问题。通常需要运用拓扑形式判定电容情况，并根据电容算出压降；同时在潮流辐射计算中获得配电系统的电流拓扑情况，这里的电流一般是从母线到子线的流动电流，此电流的方向和大小还可以用单点源所形成的负荷加以推断。当然，分布式系统中的计算也无法得到十分精确的答案，通过预测方式形成的损耗结果只能控制在某一段特定区间内便于参考适用。

2.3 影响电力系统的电容保护状况

一旦适用分布式能源发电后，整个控制系统会影响到线路的电容，同时影响电压值，使得匹配的电容元器件保护功能改变，出现值得关注的状况。

2.3.1 电压值的变动让电容元器件无法正常发生反应，这样就容易致使继电系统失灵，不存在过载或欠载情况下的保护。分布式系统的结构设计使得继电系统中电流降低，继电系统因电压值不稳将停止运作，也就丧失了保护功能，不会当线路出现故障时及时切断电流。

2.3.2 分布式系统的控制如果在继电器失去电流作用后，将出现失误现象。大量的误动作，使得众多节点同时开始放电，激励电源持续发生动作失误。

2.3.3 有助于提高分布式系统中电网故障的判断能力。在分布式系统控制闭环内，节点数会出现改变，电信号也出现较大的波幅，足以代表某一位置的电网故障产生。

2.3.4 分布式系统中的电容失保，可能导致更大的区域内发生停电。系统的电容出现不利影响后，容易让区域内的各种故障频发，极易引发跳闸，从而产生断电。因此，一旦产生多次跳闸，就不容易在较短时间恢复正常通电，只有将继电器等装置重启后才能恢复供电。

2.4 影响分布式配电网络的输电效率

可以想象，当原有传统供电网络换为分布式系统后，各种机制的改变使得配电网络中的输送电能效率也会发生相应的改变。

2.4.1 传统供电网络当发生电力输送时，回路中的负荷与输送线路的输送效率形成了正比例的关联性。一般而言，回路中的负荷越强，电流形成的电压就越反应强烈，输送线路的无功补偿将发挥作用。完成与分布式系统的配合后，输送能力将发生明显的减缓。分析整体的电压，可以看出因分布式系统的电源出现变化，电压已经受到了诸多影响。一是分布式系统中的负载对电源的调控起到了不可忽视的作用。一般负载电压小于电源输出值时，电流下降，继电器波动放缓，构建出较稳定的分布式电源模式。二是如果分布式系统不能和线路中的负载同时存在，那电机会因分布式的设备功率调整而出现干扰，导致电源的断路情况，直接威胁到输电的稳定。

2.4.2 电路产生谐波效应。分布式系统的电路工人已发生谐波效应。表现在分布式电源的电压进行转换时，不可避免地要产生严重的波动，导致电压不稳，也必然促使电能的输送不稳。而分布式终端设备的电子操控部分，这时会对电路产生干扰，可见电路波形的非常态变化。对于发电机组而言，如果任由电路的谐波产生，则机组的功率也会混乱无序，从而影响机组的正常运作。

结语

分布式能源发电是未来新能源发展的重大趋势之一。显而易见，虽然众多分布式能源发电都还存在着介入智能配电网络的不足和影响，使得各种传输和用电质量不理想。人们应该不断研究通过分散的形式将新界能源的发电能够更好地介入到智能配电网络中，从而完成电网的服务体系建设。

参考文献

[1]杨希.智能电网环境下分布式能源发展方式探究[J].大众科技，2010（11）：119-121.

[2]张敏智.分布式能源接入智能配电网技术探讨[J].中国高新技术企业，2015（12）：145-147.

[3]林桂辉.智能电网与分布式能源发展概述[J].中国高新技术企业，2014（1）：141-142.