新能源接入智能配电网的影响及应对策略

新能源接入智能配电网的影响及应对策略

张清越

中国矿业大学  江苏徐州 221100

摘要：在“双碳”政策推行和新型电力系统的建设进程中，新能源迎来飞速发展。由于新能源接入比例偏高，对智能配电网造成剧烈冲击，由此引发一系列问题。为提高配电网稳定性与电能质量，减少新能源接入给智能配电网造成的不利影响，应采取有效措施，对配电网的各组件进行全面监控，实现供用电的最佳组合。

关键词：新能源；电源接入；智能配电网

引言

随着生活质量的不断提高，用电量需求也在相应地增加，这给电力企业带来了较大的压力。如今，快速进步的科技，让智能配电网的主流位置在配电网规划中愈加凸显，智能技术在配电网中得到了广泛的应用，对电力行业的持续稳步发展起到了积极促进作用，使供电效率和安全性均得到了显著提升。但就现阶段的实际情况来看，我国的智能配电网技术尚处于初级阶段，不论是管理层，还是技术层均有诸多问题存在，缺乏成熟管理，也未充分掌握一些技术要点，今后还需从更深的层面去展开思考，以提高电力系统的运行效率，进而发挥出智能配电网技术的作用。

1智能配电网技术优势

智能配电网技术的核心优势在于其对配电网运行机制的根本性改进，为配电网提供了前所未有的灵活性和管理能力。通过实施智能配电网技术可以实现对配电网的灵活接入，特别是支持可再生能源（如太阳能和风能的无缝接入），这种灵活性不仅优化了配电网的能源结构，也为促进清洁能源的利用和减少化石能源依赖提供了有力支撑。智能配电网技术能够有效管理配电网的运行，通过智能化的控制和决策支持系统优化配电网的运行策略，减少电能损耗，提高能源使用效率。智能配电网还具有自愈功能，能够在发生故障时快速定位并隔离问题区域，最小化故障影响，快速恢复系统运行。这些技术优势不仅提升了配电网的经济性和运行效率，还增强了电网的可靠性和安全性，为实现智慧城市和可持续发展目标奠定了坚实基础。智能配电网技术的应用标志着电力系统向更高级别的自动化、信息化和智能化迈进，通过利用这些先进技术可以更好地应对电力市场的变化和电力需求的增长，同时也为电力系统的绿色低碳转型提供了强有力的技术支撑。未来，随着智能配电网技术的不断发展和完善，其在提升电网运行效率、保障电力供应可靠性以及促进能源可持续利用等方面的作用将更凸显，为全球能源和电力行业的发展开辟新的道路。

2新能源接入对智能配电网的影响

2.1潮流分布

早期配电网仅存在单个电源，配电网潮流方向为单向，以电源为起始点，向末端用户单向流动。随着新能源电源的接入，配电网电源数量增多，从单电源网络结构转变为多电源网络结构，改变了潮流方向，新能源接入前后的潮流分布状况存在差异。同时，所有节点潮流规模、方向充满不确定性，改变情况取决于新能源接入位置及容量。在线路变电站节点处部署新能源电源时，馈线实际负载能力不发生变化，但会改变配电网电源总容量。线路末端部署新能源电源时，流过馈线功率水平发生变化，变化程度和潮流分布产生情况保持密切联系。例如，新能源电源有功出力超出节点有功负荷时，会改变节点有功潮流方向及大小，该节点从负荷节点转变为电源节点；新能源电源有功出力小于节点有功负荷时，仅改变有功潮流大小，潮流方向保持不变，该节点仍然作为负荷节点，持续消耗有功功率；在新能源电源有功出力、节点有功负荷二者完全相等时，系统、节点不存在有功负荷流动情况。

2.2电压波动

一方面，大规模接入新能源电源会改变配电网潮流分布状况，各类功率及电流的方向、大小出现变动，进而波及到电压分布情况。传统配电网沿线路方向单向流动潮流，经过各处节点时，电压有所降低。在新能源接入的工况下，所有节点的潮流方向大小存在显著差异，导致经过节点期间的潮流方向、电压值充满不确定性。另一方面，光伏电站、风电场等新能源发电项目本身输出功率存在波动性，出力状况取决于气候条件，输出功率波动期间改变配电网潮流分布状况和所有节点电压水平。在上述因素叠加影响下，智能配电网难以长期维持稳定工况，新能源电源在并网、退网瞬间会对配电网电压水平造成明显影响。这不仅会导致电压闪络、过压等运行故障，增加配电网总体运行成本。

2.3配电网规划方面

由于分布式新能源的随机性和间歇性较强,而配电网建设需要提前布局和规划,因此大量分布式能源接入会对配电网规划中所涉及到的潮流计算、短路容量计算等问题,在分布式电源接入后还应综合考虑其孤岛运行、配电网潮流优化等问题,增加了配电网的复杂性,加大了配电网规划的难度。分布式新能源的接入,一方面会降低原有规划中各个变电站站址的联络,降低各个变电站之间的互供程度和站间联络的可靠性;另一方面会增强配电网供电的灵活性,但同时导致配电网中接线模式更加复杂,线路之间的转供和负载能力降低,甚至影响到网损和线路的功率因数。

3新能源接入智能配电网的应对策略

3.1对电网的实际负荷特性进行改善

负荷特征对系统的影响较大，因此必须采取相应的措施加以改进。当电力系统处于高负荷时，要求有足够的电力系统容量对电力系统的荷电状态进行调整。处于低谷时，要充分发挥剩余的能力，防止资源的浪费。在智能配电网中引入新能源，可以大幅降低电力系统的能量消耗，并有效减少峰谷差。使电网的负载变化最小化，有效地提高电网的设备利用率，合理地降低电网的投资，使电网的供电效率得到有效的提升。

3.2参与电网频率的调节

在实际操作过程中，要对智能分销网络予以充分的关注，确保在调试后获得能源的情况下，与实际应用相结合，合理地安排工作，并满足电网的频率以及其他相关指标，将其维持在目标范围之内。为了实现负荷与系统的均衡，电网需要对频率进行适当的调节。针对这一特点，新能源接入智能配电网后，可在峰谷时间内进行充放电，对传统的充放电方式进行改进。新能源接入大规模智能配电网，可实现对电网频率的有效调控，使电网的调频效能最大化，保障电网的经济运行。

3.3潮流优化

针对智能配电网潮流分布问题，可以采取潮流优化措施。严格遵循电压调整原则，考虑分层分区电压，基于电压灵敏度分区算法，对配电网进行分区改造，进而实现整体网络系统潮流优化与电压控制目标。配电网潮流优化过程由子区电源节点选择、电源节点无功补偿、电源节点有功削减组成，在子区内对把电源节点进行归并处理，形成节点集，调整无功补偿节点无功功率，判断系统电压是否恢复到正常水准，必要时额外调整有功削减节点输出有功功率。从实操层面来看，配电网潮流优化期间，应先计算潮流状况，判断节点电压是否越限，确定越限后针对无功补偿进行分区处理和优先调节节点集，提供无功补偿后，再次计算节点潮流和判断节点电压是否越限，确定无误后结束潮流优化过程。

结束语

随着时代的发展与进步，为求快速发展，人们对能源的过度开采，造成了生态环境的严重破坏，世界范围内的能源问题日趋严峻。在智能配电系统的构建过程中，可以考虑利用太阳能、风能等多种方式来降低对地区的环境影响。通过智能控制器实现对电力系统及其运行状态的自动控制。若符合网络连通性技术规范，则其运作将可改善，并减少配电网使用阶段的负荷。电力行业是一个消耗巨大的行业，新能源的开发利用对行业的发展至关重要。

参考文献

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