分布式电源接入配网的影响分析

作者：张亚娟

来源：《科技资讯》 2013年第35期

张亚娟

(华北电力大学电气与电子工程学院 北京 102206)

摘 要:在能源工业的发展中，分布式电源是其发展的重要方向，对于配电网来说，分布式电源的接入对其有着重要的影响，本文主要根据分布式电源的接入，对电能质量、继电保护以及可靠性等方面产生的影响进行了分析和探讨。

分布式电源向来都是能源工业中发展的一个重要方向，而且分布式电源的接入对配电网络

有重要的影响，本文主要分析分布式电源的接入对电能质量、继电保护、可靠性等方面的影响。

关键词:分布式电源 发电技术 电压继 电保护

中图分类号:TM714.3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)12(b)-0122-01

随着世界能源短缺、气候变化，以及环境污染等问题日益严峻，清洁能源也会在各个领域中得到广泛的应用。而分布式发电在环境保护、投资与清洁上的方式比较灵活，与环境相容性好的特点，受到越来越广泛的关注。分布式电源的容量存在较小的问题，目前，在国装机现有的水平下，对大区域的电力系统稳定暂时不会产生一定的影响，但随着分布式电源的不断发展，对于一些小型机组的分布式电源数量达到一定水平，就会对整个电网的特性上产生影响，尤其是对电网中节点的电压，短路的电流，线路的潮流以及网络中的可靠性等方面都会带来相应的影响。

1 对配网的影响分析

1.1 电压

1.1.1 对电压波动的影响

有功、无功负荷会随着时间的变化从而引起传统配电网系统电压的波动。电压波动会在线路末端方向逐渐增大。负荷一旦在电网系统的末端集中起来，那么电压所产生的波动影响主要有以下两种方式。

(1)分布式电源与本地负荷两者之间进行相互协调运行，就是当分布式电源的输出量在增加或者减小的时候，负荷上也会随着分布式电源的增加或者减小，而这样就会对系统的电压波动进行抑制。

(2)分布式电源不能与当地的负荷协调运行。只要该分布式电源处于运行状态，分布式发电系统对系统电压波动的影响属于固有问题，其波动的功率输出就会对电网电压造成不同程度的影响，因此，电压波动在某些情况下已经成为制约分布式电源装机容量的主要因素。

1.1.2 谐波问题

谐波问题是分布式电源接入系统后可能引发的另一个问题。谐波的来源有两种可能[1]:一是分布电源本身就是一个谐波;二是分布式电源中采用的一些电子设备。我们以风力发电为例，无论什么类型的风电机组，发电机本身产生的谐波是可以忽略的，谐波电流的真正来源是风电机组中的电力电子元件。在常态下，谐波干扰的程度取决于变流器装置的设计结构及其安装的滤波装置状况，同时也与电网的短路容量有关。

1.2 分布式电源对系统可靠性的影响

如果把分布式电源系统接入备用电源，那么就会消除电网的一部分过负担，使电网的输电裕度提高。要想在系统发生故障时还能继续运行，低电压穿越能力是分布式电源必须具有的，并且会缓解电压的骤降，提高电压的调节性能。但如果分布式电源并网运行，那也可能降低系统的安全可靠性。通常系统发生故障的时候会要求从电网中切除该分布式电源，如果分布式电源通常系统发生故障的时候会要求从电网中切除该分布式电源，如果所接的线路故障重合时，电压跌落就会加重;且如果分布式电源没有及时跳闸脱网，造成的非同期重合可能引起设备受损、保护误动作，从而使设备不能快速重新运行，就会使停电时间增加。此外，分布式电源容量和连接方式以及不适当的安装地点都会使电网安全性降低[2]。

1.3 分布式电源介入配电网后，由于配电网结构发生变换，将给继电保护带来下面几个问题

1.3.1 对配网电流保护的影响

当分布式电源接入配电线路之后，由于线路保护的范围很小，灵敏度降低，使得速断保护在某些点上无法启动，并且线路故障不能及时切除，故而，形成一个死区。如果分布式电源的并网点处于这个死区内，在保护系统没有变化下，只能运用后备电流保护动作进行排除故障，这增加了故障对电网的影响。若调整速断保护整定值，则可能造成速断、过流保护和其他控制装置之间无法协调，导致保护误动作。

1.3.2 分布式电源对距离保护的影响

距离保护是一种通过整定阻抗动作的保护，可以大程度距离上克服电流保护的缺陷。保护测量元件的输入是该处的母线电压和流经该线路上的电流，各母线处的母线相电压和流经该线的电流之比为该处保护的测量阻抗Zm。根据分析[3]分布式电源对距离保护的I段一般不会产生，但是对于距离保护的Ⅱ段将会产生一定的影响。

1.3.3 分布式电源对重合闸的影响

配电线路在接入分布式的电源之后，如果发生跳闸的故障时，就会产生孤岛的现象，而这样就使得电压与功率在额定值的范围上运行，而在进行重合闸的动作的时候，分布式电源级的路线并没有调理，这样就会产生了一定威胁[4]。

(1)重合闸当中的非同期。当电网中电源没有时，电力孤岛就很那与电网保持一致，当电网电源跳开后，到重合闸的时间段中，两者的相角差会出现在0°～360°的任何一个位置。而线路保护就会在改作用下产生误动作，导致重合闸迅速恢复能力。

(2)电弧会在故障点上重燃。就是在电网失去电源之后，分布式电源可以维持，而故障点反而没有消除。当重合闸时，由于电网电源的作用，没有消除的故障会引起电流跃边、电弧的重燃和绝缘击穿，使事故进一步恶化。

目前国内分布式电源还存在某些障碍影响其进一步发展。①分布式电源项目建设成本仍然较高，与常规能源相比经济性差。②分布式电源并网对大电网的影响。③利用可再生能源及能源综合利用的政策、法规不齐全，税收等优惠政策不如其他大容量机组，应用范围不断扩大，不仅可作为传统供电模式的一种重要补充及备用，还将在能源综合利用上拥有一席之地，成为未来新能源领域的一个重要发展方向。

参考文献

[1] 王志群，朱守真，周双喜，等.分布式发电对配电网电压分布的影响[J]．电力系统自动化，2004，28(16):56-60．

[2] 谢莹华，王成山．基于馈线分区的中压配电系统可靠性评估[J]．中国电机工程学报，2004，24(5):35-39．

[3] 唐亮.分布式电源的分类及对配电网的影响[J]．2007:15-21．