分布式电源接入对配电网的影响

章楠凯

摘要：分布式电源在配电网中具有十分广泛的应用，但是由于技术缺陷与搭配方面的问题，其不可避免地会对电网产生一定的稳定性影响。立足于技术实现现状，文章首先介绍了分布式电源接入配电网的模式与选择，其次对分布式电源接入对运行稳态影响情况进行了阐述，并在最后分析了分布式电源接入对电网可靠性的影响，以期能够提升配合稳定性，为配电网的规划提供思路和借鉴。

Abstract： Distributed power supply has a very wide range of applications in the distribution network， but due to technical defects and collocation problems， it will inevitably have a certain stability impact on the power grid. Based on the status quo of technology realization， the article firstly introduces the mode and choice of distributed power access to distribution network， and then describes the impact of distributed power access on the steady state of operation， and finally analyzes the impact of distributed power access on the reliability of the power grid， in order to improve the coordination stability and provide ideas and reference for the planning of the distribution network.

关键词：分布式电源;配电网;影响

Key words： distributed power supply;distribution network;impact

中图分类号：TM711                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2018）36-0223-02

0  引言

能源结构不合理的问题一直限制着我国现代化建设与发展，目前更是导致了复杂的环境问题。随着相关政策的不断推进，目前电力政策中分布式电源在电网建设中的應用也变得逐渐广泛起来。作为一种独特的发电模式，分布式电源具有电力系统的容量分布广泛并根据电压等级划分的特征。与传统的集中式发电相比，分布式电源接入过程中能够更接近用户群体，降低线路损耗并具有较强的可靠性。为了进一步提升能源利用效率，现就分布式电源接入配电网的模式简要介绍如下。

1  分布式电源接入配电网模式概述

根据实践研究结果来看，分布式电源的接入模式对于配电网的稳定性具有较大的影响。在不同类型的接入模式当中，主导影响稳定性的因素也存在较大的差别。所以在进行分布式电源接入配电网运行稳定性分析之前，必须明确不同类型分布式电源接入配电网的模式的情况，以此来提升配电网的整体稳定性。结合目前国内分布式电源接入配电网的情况，现就相关模式情况分析如下。

1.1 低压分散接入

低压分散接入模式是一种较为常见的分布式电源接入配电网的模式，这种模式是基于用户的模式，特点是选择一些小容量的分布式电源接入，大多数情况下会选择中压配电变压器的低压侧来进行接入。

1.2 中压分散接入

中压分散接入模式与低压分散接入类似，但是会选择容量中等的接入模式来进行线路的接入，支线的稳定性相对较强。与低压分散模式相比，中压模式的容量更大，整体成本也相对较高。

1.3 专线接入

专线接入是指在分布式电源的容量较大时，为了降低电能质量的影响，就会选择一种专线接入的形式来确保稳定性。在专线接入过程中会选择变电站的中低压的母线来进行接入。尽管容量所限，但是该模式接入的电压等级也相对稳定，属于中压的范畴。在选择不同类型的方式接入配电网时，都必须满足基本的不能够向上一电压等级送电的基本原则，否则就会导致稳定性下降的情况。在低压接入过程中，最大的问题就是限制配变的负荷，通过配变管理来实现负荷方面波动性与不确定性的管理，这对于配电网运行的稳定性具有重要的作用。为了更好的介绍分布式电源接入对于电网的稳定性的影响因素，必须重视专线接入这种独特的模式类型，加强容量限制管理，从而有效提升分布式电源的供电稳定性。

2  分布式电源接入对电网稳态运行的影响

2.1 典型配电网模型

为了更好的反应分布式电源接入电网稳态运行的效果，就必须结合配电网的运行情况与实际特点建立相应的典型模型，并在典型模型的基础上进行配电网的模型结构化分析。比如在某线路当中，电压的等级设计为10kV，此时具有14个负荷节点，在线路参数选择为YJV22X300电缆时，总长度控制为3km，此时不同线路的长度相等。那么根据典型配电网的模型对其进行计算，就可以得到50%负载率条件下的功率为3.85kW，而不同节点均分总负荷，详情如图1所示。

2.2 分布式电源接入对配电网电压的影响

分布式电源的接入对于电网的潮流计算会产生较大的影响。以分布式电源的控制与运行条件为目标，将分布式电源认定为不同类型的阶段。这样一来，在波动性不太大且环境相对稳定的情况下，分布式电源通过同步电机接入到电网当中，通过功率因数控制的方法来进行系统控制。在维持节点电压幅值的同时，做好同步电机的接入工作。在励磁控制方式与电压控制方面需要将其作为切入点，并将系统作为PI节点。这样一来，系统网络的风力发电机稳定性较强，可以作为整个节点的分支。

2.3 分布式电源接入对配电网短路电流的影响

在分布式电源接入到配电网当中后，根据并网接口的差异将分布式电源划分为旋转以及逆变两种类型。其中，根据实际需求可以将其转化为同步电机以及异步电机两种并网类型。如果以同步电机为例，那么并网接口的短路电流注入能力较大。在进行综合考虑后，我们为了提升风险控制水平，需要将最严重的情形考虑进去，此时需要采用同步电机接入的方式进行处理。在分布式电源同步电机的接口处理方面，需要以分布式电源可提供的短路电流作为参考点。在本次研究中通过专线接入的方式计算得到接入情况下不同容量分布式电源能够提供的最大的短路电流。结合配电网规划技术的基本要求来看，当中压的短路电流进行设置时需要低于16kA，一些有特殊需求的地区可以延伸到20kA。中压分散条件下，短路电流站到的比例控制在3%左右，如果是在专线接入的条件下，分布式电源的计入需要将短路电流控制在3kA左右，否则就会影响到系统的安全性。如果采用中压分散接入的模式，那么就需要结合实际的短路电流的限制条件来进行管理，包括接入时的故障限流器以及短路电流的限流管理情况等内容。

2.4 接入容量与模式建议

结合上述内容我们不难发现，在不同的模式下影响到分布式电源接入网络稳定性的因素也不尽相同，在电压与短路的影响条件方面，主要因素依然是逆功率的限制，其他影响因素十分有限。结合上述研究成果，现就接入容量与模式选择建议如下：首先，在低压接入模式当中，尽可能选择容量较小的压配电变压器，保持变压器的负荷控制在40%左右，此时的配电变压器的容量调整为400kVA，并且负载率为50%左右。这样的条件下低压接入模式的容量也相对较小;其次，采用中压分散接入模式的分布式电源需要结合接入的馈线负荷情况进行设计，一般选择40%作为设计依据。采用单环网接线的设计可以有效解决该问题，但是需要注意该接入模式中容量应该尽可能小于1.5MVA;最后，如果采用专线接入的模式，那么容量方面应该选择主变压器最大负荷的25%，这样才能够确保网络稳定性与安全性。考虑到容载比方面的问题，当数值为2.0时，容量应该控制在20MVA以及31.5左右，此时能够介入的容量分别是2.5以及3.9MVA。根据上述判断，专线接入更高等级变电站时，需要适当压低侧母线的影响。

3  分布式电源接入对电网可靠性影响分析

当接入的部分发生系统故障时，分布式电源就可以通过单独供电的方式来为停电的用户供电，对于一些非常重要的企业以及单位具有一定的作用。除此之外，一些分布式电源在并网过程中可能需要一些可靠性评估，这个时候会出现一些其它的影响因素，比如说孤岛效应的出现以及输出功率不稳定的问题。在众多问题当中，供电可靠性的影响主要来源于分布式电源孤岛运行问题，其主要是连接主电网的分布式电源出现了跳闸的情况，进而出现部分负荷独立供电变化，影响检修人员安全性的问题，这显然不符合设计的预期，会增加管理的风险。除此之外，为了确保供电的可靠性，就必须加强安全管理环节的具体工作，针对分布式电源的管理要求来开展针对性的管理工作。一般来说，分布式电源容易受到环境、气候以及其他多种因素的影响，特别是太阳能发电以及风力发电都会受到较大的影响，所以出力并不稳定。这两种因素都在一定程度上影响最终供电的稳定性與安全性。

4  总结

综上所述，分布式电源在接入电网方面具有广泛的应用前景，由于解决了集中供电距离长、安全性稳定性差的问题，提升了能源的综合利用效率，所以也被许多区域作为未来电网建设与发展的主要方向。目前国内常用的分布式电源的接入主要包括低压分散、中压分散以及专线接入三种模式，在逆功率限制的控制帮助下可以显著提升供电的稳定性与可靠性。本文重点阐述了分布式电源接入后对配电网电压与短路安全性的影响问题，并介绍了主要的影响因素，阐述了电能质量与保护途径，希望可以为配电网的管理工作提供一定的技术支持与帮助。

参考文献：

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