分布式电源入网对配网电压质量管理分析

苏志斌

摘要：分布式发电系统能够降低网损，发挥能源的利用效率，然而新型电力能源在并入配电网系统以后，由于是新技术，在其应用初期会遇到各种阻碍，这包括技术难题和供电商的抵触情绪，但从长远的发展来讲，这势必是电力系统发展的重要方向。文章阐述了分布式电源的概念及其优缺点，随后对其并入配电网系统带来电压质量的影响进行了分析。

关键词：DG入网；分布式电源；配电网系统；稳态电压质量；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM711 文章编号：1009-2374（2017）06-0197-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.06.098

人類的生产生活都离不开电力能源，然而因为发电引起的环境污染问题成为了全球关注的热点，如何减少生产生活中的排污问题成为了当前生产发展的基本目标。传统的火力发电方式会因为其严重的排污量而逐渐被其他新型电力能源所取代，社会大力提倡风能、太阳能等分布式发电方式，以减少用电造成的环境污染。

1 分布式电源的概念及其优缺点

所谓的分布式电源，是指将发电设施直接布置在配电网附近或者是分布在负荷附近，使得发电更加高效、经济和可靠，这满足了特定用户的用电需求，也对已有配电网的经济运行进行较好的支持，所以又叫“分散式电源”。其发电的规模较小，通常在数千瓦到数十兆瓦之间。分布式电源的种类分为风能、太阳能、燃料三种。通常分布式电源的并网形式分为直接连接到电网和通过电子设备连接入电网两种形式。分布式是可以独立运行的，为范围内的用户进行独立供电；分布式电源在独立运行的同时和当地电网之间安装了自动转换装置。而分布式电源入网，与电力系统并联运行，有两种运行方式：第一，对当地电网输出电能；第二，不对当地电网输出电能，这需要根据分布式电源的实际用途而定。

分布式电源的优点是：第一，对于电力公司来讲，分布式电源能够减少输电过程中的损耗，作为供电的后备电源，在扩招电网时能够减少经济投资；第二，对于用户来讲，分布式电源有巨大的经济效益，将终端用户的用电费用进行有效降低，并得到可靠性的供电，提高了电能质量，采用可再生能源进行发电，有利于环境保护。

分布式电源的缺点是：分布式电源入网将会影响到系统的网损电压，降低电能质量；在电力系统进行负荷预测、规划以及运行方面都存在较大的不确定性；分布式电源并网（DG）后，会影响到供电商的售电量，降低供电商的利益，使得供电商抵触DG逆向售电策略。

2 分布式电源入网对配网电压质量管理的影响

2.1 对配电网的影响

当前已有的配电网是一种辐射型线路网络，供电线路是由电源指向用户端。然而分布式电源并网后，供电线路会发生极大的改变，其线路会因为DG而打乱其流向和大小。在配电网的安全方面，分布式电源并网会带来局部配电网有源的局面，威胁到配电网的利益。在配电网继电保护方面，分布式电源的并入将会对原有的保护系统产生不正确的行为。在配电网调度方面，分布式电源接入会影响其运行，这是由于利用新能源发电的分布式电源，特别是风能电源的接入会影响到配电网的电压控制，配电网的电压会因为分布式电源所在地负荷的变化而产生变化，配电网的输出电压受到分布式电源的抑制，形成不协调的负荷运行，影响配电网的安全稳定性。在配电网的可靠性评估方法方面，分布式电源接入能够使得其容量范围内的负荷能够持续供电，即孤岛运行，而不用再只有通过上级电网才能得到负荷，一旦上级电网的原件存在故障，分布式电源接入地可以采取孤岛运行的方式得到持续的供电。

所以，在DG并网前需要科学分析以上问题，提出积极应对措施，保障能源得到有效、灵活的应用，使得配电网系统得到安全可靠地运行。

2.2 对稳态电压质量的影响

当接入分布式电源后，会对电力系统中的稳态电压分布形成影响。在负荷不变的情况下，DG并入会在不同程度上升高馈线各个负荷点的电压。一方面，DG接入会将供电质量和供电的可靠性进行提高，当配电网的关联负荷较大时，可以将分布式电源投入使用，避免系统故障影响配电网的稳定性，保证及时、快速供电；另一方面，DG接入会对系统电压造成闪变，分布式电源是因为电力市场交易需求、国家规定、自然条件、用户需求而产生的，其不规则性会导致输出功率的波动，继而影响配电网电压出现闪变情况，或者是在突变的输出功率情况下，导致反馈电压控制件与分布式电源之间彼此影响，从而出现电压闪变，还有一个电压闪变的原因是配电网负荷不能和分布式电源进行协调运行。在用户控制分布式电源的启动与停运的情况下，会造成配电网的电压随时产生波动。由此需要对DG接入中不同的电压的调节和控制方式制定控制手段与策略，保障分布式电源接入与配电网能够相互配合。具体要考虑电压骤降情况下分布式电源的有效性、安装位置以及容量大小。在孤岛运行的电源切换中给用户负荷的电压闪变入行进行解决。而在电力电子型分布式电源中会有谐波污染，应如何解决，从图1中可以看出DG接入能够明显改善系统线路中的电压分布。

从图2中可以看到，DG接入位置不变，DG输出总出力决定了电压的支撑。渗透率随着总出力的增多而增高，使得电压支撑变大，并提高了整体电压水平。此外，接入处能够得到更好的电压分布效果；越大容量的DG并入使得变电站调压变得更难，在达到一定程度的DG容量时，就需要调整线路中调压器。

图2中，数值由大到小排列：1为100%；3为36%；6为22.6%；4为14.3%；5为11%；0为0%。

2.3 对继电保护的影响

对于单端电源供电的配电网系统，线路中发生故障时使得供电只在一侧的电源进行，由此会在线路系统的一侧设置继电保护。当并入分布式电源后，会改变原有的配电结构。在发生故障时，故障点的电流会因为DG并入而加大，而DG分流增加或减小故障电源电流，从而影响到继电保护范围和敏感度。

2.4 对配电网络可靠性影响

分布式发电的一次能源具备多样化和不同的输出性能，并入配电网后有间歇性和随机性的输出功率，对配电网的可靠性的评估指标体系造成影响。第一，原有的配电网中有联络开关、分支线等元件，其平均修复时间、平均运动时间、故障率等可靠性指标在DG接入后会发生改变；第二，原有配电系统中的平均供电可用率、停电持续时间、系统停电频率等可靠性评估指标值会在DG并入后被弱化；第三，DG接入将改变短路电流，会增加或减少网损，干扰电压控制。

由此，需要提前对分布式电源的合理入网采取有效的控制措施，从而整体改善系统的电能质量。在分布式电源并入时，需要考虑到系统故障如何解决的问题，使得整个电网系统的稳定性得到保障。具体要将分布式电源和电能质量调节进行优化配置，将二者进行统一控制，同时要对分布式电源的电力电子设备进行合理控制，使得电网中的原有谐波得以改善，保障高电能质量，这对系统的额外资金投入也极为有利。

3 结语

综上所述，分布式电源有其独特的提供电能的优势，但在并入配电网系统后，势必会因为二者的结合形成一些总体供电方面的缺陷，如何在分布式电源并入配电网前考虑到更多解决二者融合后的技术解决方案，需要有关人员做好深入的分析研究，就分布式电源入网后对配电网电压质量的影响制定出合理的应对方案，为可再生能源发电进行广泛的应用打下基础。

参考文献

[1] 武祖林.浅析分布式电源接入对配网的影响[J].科技与企业，2013，（24）.

[2] 唐伟斌，彭静海，童艳艳.分布式电源规划与生产互助融合[J].化工管理，2016，（35）.

[3] 马文峰.分布式电源配电系统的应用研究[J].电子技术与软件工程，2014，（24）.

[4] 康锡石.分析分布式电源入网对系统配网电压质量的影响[J].电子测试，2016，（3）.

（责任编辑：小 燕）