分布式电源对电网影响分析

分布式电源对电网影响分析

李栋

（国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北唐山063000）

摘要：在电力系统建设中，分布式电源属于一个比较新颖的概念，其主要是通过在电网中建立独立发电单元的方式，可进行负荷供电，同时可以与外界电网保持能量交换，将分布式电源接入电网，既有有利影响，也有不利影响，必须得到电力技术人员的重视。本文结合分布式电源的概念，分析了对电网的影响，并提出了有效的应对策略。

关键词：分布式电源；电网；影响

引言：在目前新能源并网的传统火电电网当中，取得长足发展的大规模分布式电源主要为新技术领域下应用的新能源。除了风力发电所使用的风力发电机组是一种常见的分布式电源之外，基于光能源、生物能源等可再生能源所研发的光伏发电机组、生物质能发电机组也都是具有突出作用和使用价值的分布式电源，在传统电网中有着十分深刻的影响。

1分布式电源概述

分布式电源，是指功率为数十千瓦到几十兆瓦的小型模块式、与环境兼容的独立电源。这些电源的所有者为电力部门、电力用户或者第三方，可以满足电力系统和用户的特定要求，如调峰、为边缘用户提供电力能源等。根据发电类型的不同，可以将分布式电源分为小水电、光伏发电、生物发电以及风电等，相比较常规的火电而言，分布式电源对于环境的污染小，能量利用率高，而相比较大型水电而言，分布式小水电的成本投人少，建设速度快，而且更加灵活。通过与配电网的相互连接，可以有效增加配网裕度，提升电力系统供电的可靠性。

2分布式电源对电网的影响

2.1分布式电源对配电网电压的影响

首先在研究和观察当中，并网后的分布式电源其容量的变化会对电压曲线产生影响。本文在对分布式电源进行实验的过程中，对其他运行条件进行设置后，使其保持不变，而单独改变分布式电源的容量，在最大运行方式之下，相同的网络数据、负荷大小，分布式电源功率以0.9运行，可以看出，随着分布式电源容量的不断增加，上游馈线传输速率出现了明显的减小，馈线电压则开始升高，而潮流则不断衰退；下游馈线传输速率基本保持不变，潮流变化也较为微弱，而其所在的电压节点的电压则被太高，导致下游馈线整体电压升高。

2.2分布式电源对继电保护的影响

在目前的电网配电系统当中，配电的方式往往基于经济角度考虑而选择放射状布置。为了能够保证过电流保护，在放射电力系统当中，需要采用系统侧断路器来实现故障电流的断开。在只有一个电源提供电流的情况下，系统侧断路器作为继电保护能顾对电流情况作出充分判断，从而确定其是否属于故障电流，最终明确断开方法。而当电网中电源方式改为分布式之后，配电网的多电源结构将出现短路电流大小、方向的改变，从而严重影响继电保护对电流判断的准确性。

2.3分布式电源对电网安全的影响

在分布式电源接人到配网后，故障电流的大小和方向都会出现一定的变化，给继电保护的定值整定工作带来一定的难度。一方面，分布式电源提供的故障电流降低了线路本身保护的检测电流，导致保护无法正常启动，在发生故障时不能及时对故障线路进行切除，另一方面，各类分布式电源的存在，会导致电网故障水平出现相应的变化，而不同的接人位置也会引发不同的影响，总的来讲，在接人微网后，线路保护的范围或者灵敏度会有所减小，需要重新设置。

2.4分布式电源对电网规划的影响

一方面，在电网规划区域内，用户可能会根据自身的实际需求，安装相应的分布式电源，其会与产生的电力负荷相互抵消，从而影响规划区负荷增长情况，导致技术人员难以对电力负荷的空间分布和增长情况进行准确预测；另一方面，在电网规划区域内，电力用户在进行分布式电源的安装时，往往都是从自身的便利性考虑，因此电源的安装点并不确定，加上风电、光伏发电等可再生能源输出的电能容易受到气候条件的影响，存在着很大的不确定性，无法提供持续的电力保证，会导致区域内变电站的选址、配网接线等工作变得更加复杂。

2.5分布式电源对电能质量的影响

分布式电源在接人到电网中后，会带来相应的谐波问题，谐波的来源可能是分布式电源本身，也可能是其中应用的部分电力电子设备。一般情况下，谐波干扰的程序与电网短路容量以及变流器的结构、滤波器的设置情况密切相关，在分布式电源接人到电网后，可以说其既是电源，同时也是一种新的负载，如果其能够满足微网内负载供电时向配网送电，则呈现出电源的特性，反之，则表现为负载。针对这种情况，应该在谐波电压水平相对较高的母线上，安装滤波器，实现对谐波电压的抑制；而如果分布式电源为光伏发电系统，则可以引人多功能逆变器，并在逆变器中加人并联有源滤波器，配合电压最大功率点跟踪控制策略，确保逆变器输出电流的稳定性，从而减少谐波电压对于电网的影响。

3分布式电源对电网影响的应对策略

（1）立足分布式电源对于电网的不利影响，电力技术人员应该重视起来，从实际情况出发，采取切实有效的措施，确保电网的安全稳定运行。一方面，考虑到分布式电源本身设备简单、启动迅速等有点，当微网处于过渡状态时，可以结合分布式快速供电，确保各个子系统独立启动后，逐步将电网连接成一个统一的整体，确保电网的正常运行，提升其在遭遇故障后的自愈能力。同时，考虑到分布式电源运行方式的灵活性，可以将其与配网分离开来，实现小范围独立电网供电，能够有效提升配网运行的可靠性和灵活性。另一方面，应该加强对于电网的可靠控制，针对分布式电源的影响，采取相应的控制策略，如设置滤波器、逆变器等，确保配网的运行状态始终在控制之下，从而确保其安全稳定运行。

（2）利用双馈风电场实现电网保护的方式。a电网故障分析。在传统的电网故障分析当中，包含对称短路分析和不对称短路分析两种分析模式，来实现对电网故障的判断。但是在分布式电源并网当中，传统的分析方法已经不再适用。以不对称短路分析为例，这种分析方法主要依赖交流侧电流的正序分量，因此当实际发生电网故障时，电压不发生骤降，那么不对称短路分析将无法进行工作。本文在面对这一问题时，结合分布式电源的需要，设计了新的故障分析方法。首先，在电网故障发生时，电网内无论正序电流还是负序电流都只输出正序电流，因此可以通过受控正序电流源的等效方法，构建等值电路。其次，对于负序以及零序网络来说，则可以选用传统方法对其进行电压表示，从而将正序故障网络清晰地分成故障前正常和故障附加两种网络类型，通过分量和接入节点内有源节点的分析，实现对电网故障的判断。b新型距离保护。在风力发电机组作为主要分布式电源的电网当中，由于受到自然环境和条件的限制，其所采用的就地并网方式往往尾单元连接，冰沟城集约式风电场。为了能够实现电网的保护，本文利用了双馈风电场当中的新型距离保护技术，来避免电网受到如功率骤降、联络线脱网等危害。为了提升故障点电压保护能力，还要对故障点进行重构，最后，利用迭代算法完成对距离保护准确性的计算。

结束语：综上所述，分布式电源对电网产生严重影响，从而影响电网系统的安全平稳运行。为了保证分布式电源能够真正应用于电网建设，本文通过双馈路风电场联络线的距离保护方式，对故障情况进行检测，最终实现对电网的保护。

参考文献：

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