歸敏琪+顧妍

摘 要：當(dāng)前階段，對(duì)于能源的保護(hù)和完善已經(jīng)成為非常重要的需要，以可再生能源為主進(jìn)行分布式發(fā)電技術(shù)也在近些年得到人們的密切關(guān)注。分布式電源對(duì)于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)果產(chǎn)生了巨大的沖擊，將原來(lái)的單電源輻射性網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成為雙電源甚至多電源網(wǎng)絡(luò)，從而使原有系統(tǒng)得到很大程度的保護(hù)。基于此，文章對(duì)分布式電源接入對(duì)配電網(wǎng)的影響進(jìn)行深入分析，以期能夠更好地促進(jìn)分布式電源的完善和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：分布式電源；配電網(wǎng)；電流保護(hù)；反時(shí)限；故障隔離

前言

當(dāng)前階段，人們對(duì)于能源的需求度越來(lái)越高，能源已經(jīng)成為人們生活、生產(chǎn)中必不可少的重要需求之一。隨著人們對(duì)于能源的開(kāi)發(fā)越來(lái)越大，傳統(tǒng)化石燃料能源的可用量卻越來(lái)越少，全球資源已經(jīng)進(jìn)入到一個(gè)極為嚴(yán)峻的發(fā)展?fàn)顟B(tài)之中。近些年，人們已經(jīng)將眼光從傳統(tǒng)的、重污染的能源開(kāi)發(fā)中轉(zhuǎn)移到了清潔，并且具有極大儲(chǔ)存量的可再生能源中，通過(guò)對(duì)可再生能源的開(kāi)發(fā)逐漸改變?cè)械哪茉唇Y(jié)構(gòu)，力爭(zhēng)做到能源的可持續(xù)發(fā)展。分布式電源技術(shù)便是在對(duì)可再生能源進(jìn)行利用的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其可因地制宜地對(duì)可再生能源進(jìn)行利用，而且還能夠有效解決電荒的發(fā)生和壓力。因此，探究分布式電源的接入對(duì)配電網(wǎng)的影響非常重要，其對(duì)于分布式電源的進(jìn)一步應(yīng)用具有不可替代的重要作用。

1 分布式電源接入對(duì)配電網(wǎng)電壓變化的影響

配電網(wǎng)的基本單元是饋線，而我國(guó)饋線的等級(jí)基本為10kV，每條饋線上的線路呈現(xiàn)出樹(shù)狀分布。如圖1所示，簡(jiǎn)單配電網(wǎng)放射式接線方式。

相關(guān)人員為了更好地研究分布式電源接入對(duì)配電網(wǎng)電壓的變化的影響，特意制作了三角形模型，有效防止了負(fù)荷分部模型所產(chǎn)生的不均勻狀況而帶來(lái)的誤差，能夠與實(shí)際情況更加接近，如圖2所示。

分布式電源在k點(diǎn)處接入時(shí)候，其容量為PDG+jQDG，此時(shí)的配電網(wǎng)只有DG在作用，那么d點(diǎn)前后電壓的損耗就可以分情況進(jìn)行討論。

相關(guān)人員繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行研究之后發(fā)現(xiàn)，一定容量的DG接入到配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)于饋電線上的電壓分布將會(huì)產(chǎn)生重要影響，其影響的程度與DG總?cè)萘?、接入位置有很大關(guān)系。DG的調(diào)節(jié)作用與其類(lèi)型、容量也具有極為密切的關(guān)系，而相應(yīng)的調(diào)壓方案則還需要根據(jù)具體情況來(lái)應(yīng)對(duì)和實(shí)施。

2 分布式電源接入對(duì)配電網(wǎng)可靠性的影響

分布式電源在配電網(wǎng)中一般是作為備用電源使用的，其主要是在供電網(wǎng)供電能力不足的情況下使用的。分布式電源通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向外輸電，這就可以消除大部分的負(fù)荷和堵塞，配電網(wǎng)的裕度自然可以獲得增加。而分布式電源與系統(tǒng)電源同時(shí)運(yùn)行時(shí)，配電網(wǎng)因?yàn)槭艿椒植际诫娫吹挠绊?，其在可靠性、穩(wěn)定性方面將會(huì)受到嚴(yán)峻考驗(yàn)。這其中就涉及到了孤島運(yùn)行的問(wèn)題。分布式電源接入之后，因?yàn)榕c系統(tǒng)電源并網(wǎng)運(yùn)行，這時(shí)候引入孤島運(yùn)行可以促使兩者更好地配合?！肮聧u”主要是就系統(tǒng)中任一開(kāi)關(guān)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象之后，分布式電源與主配電網(wǎng)解列之后，依然可以對(duì)電網(wǎng)獨(dú)立供電，從而保證電網(wǎng)系統(tǒng)依然可以滿足客戶的需要，此時(shí)電網(wǎng)就形成孤島狀態(tài)。但是，此時(shí)同樣有一個(gè)問(wèn)題產(chǎn)生，那就是分布式電源在單獨(dú)運(yùn)行的情況下，因?yàn)槠潆妷汉皖l率無(wú)法得到有效控制，極容易造成無(wú)法滿足客戶需要的情況，符合所出現(xiàn)的供需不平衡就容易損害電能質(zhì)量，這時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)電壓過(guò)低的情況，容易損壞用戶的用電設(shè)備，以及電網(wǎng)的配電設(shè)備。

3 分布式電源接入對(duì)電能質(zhì)量的影響

分布式電源對(duì)于電能質(zhì)量同樣會(huì)產(chǎn)生影響，并且，因?yàn)槠渫ㄟ^(guò)逆變器網(wǎng)運(yùn)行，會(huì)給主電網(wǎng)造成一系列的問(wèn)題。首先，分布式電源的接入會(huì)致使電網(wǎng)產(chǎn)生大量諧波。分布式電源的接入改變了傳統(tǒng)的電源互聯(lián)結(jié)構(gòu)，其改變了功率變換器技術(shù)，其將會(huì)對(duì)諧波的類(lèi)型和大小產(chǎn)生影響。換流裝置，主要是逆變器的應(yīng)用，同樣會(huì)給電力系統(tǒng)帶來(lái)諧波，因此，在對(duì)其進(jìn)行安裝過(guò)程中，需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)所產(chǎn)生的諧波影響進(jìn)行觀察和預(yù)測(cè)，從而對(duì)高次諧波對(duì)電壓變形作用的影響是否標(biāo)準(zhǔn)予以判定。在此，我們還必須注意到，即使功率相同的分布式電源，在不同的位置安裝，其所得到的饋線沿線各節(jié)點(diǎn)的電壓依然不同，并且還會(huì)有較大的波動(dòng)，分布式電源安裝的位置越靠近線路末端，其所產(chǎn)生的電壓畸變就會(huì)越嚴(yán)重；反之，分布式電源安裝的位置越靠近母線，其對(duì)于諧波分部的影響就會(huì)越小。

其次，分布式電源的接入對(duì)于電壓的跌落和閃變會(huì)產(chǎn)生影響。配電系統(tǒng)發(fā)生單相短路故障時(shí)候，分布式電源的接入將會(huì)對(duì)電壓的有所提高，對(duì)于故障相電壓的跌落能夠起到積極的抑制作用。但是如果為非故障相，分布式電源的接入，將會(huì)對(duì)不同節(jié)點(diǎn)的電壓幅值帶來(lái)不同程度的增加，并且，分布式電源的容量越大，非故障電壓超出額定電壓的情況就會(huì)越明顯。分布式電源可以帶來(lái)的電閃極大的可能性是由于電機(jī)啟動(dòng)引起的，但是也不排除因?yàn)榉植际诫娫摧敵龉β首儎?dòng)而導(dǎo)致的線路電壓變化所引起。因此，對(duì)于電閃所形成的原因主要可以分為以下幾種：發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、輸出功率的波動(dòng)。但是，依照目前的技術(shù)來(lái)說(shuō)，對(duì)原因進(jìn)行分析，或者說(shuō)找出具體的原因所在還有一定的困難。

4 分布式電源接入對(duì)繼電保護(hù)的影響

繼電保護(hù)主要是指線路發(fā)生故障時(shí)候，供電系統(tǒng)能夠切除障礙，避免損失的擴(kuò)大，其保護(hù)整定與電網(wǎng)的連接結(jié)構(gòu)具有密切關(guān)系。分布式電源的接入對(duì)于原有的短路狀態(tài)產(chǎn)生了極大的改變，其對(duì)于配網(wǎng)三段保護(hù)的精確動(dòng)作帶來(lái)不確定影響。分布式電源的接入使原有的保護(hù)裝置電流產(chǎn)生極大的變化，而其電流的變化也并不確定，這就使得原有的繼電保護(hù)靈敏度和范圍發(fā)生變化，各線路之間的配合變得更加復(fù)雜。繼電保護(hù)的方向也因?yàn)榉植际诫娫吹慕尤攵兊酶硬幻鞔_。傳統(tǒng)配網(wǎng)所采用的供電裝置為單端供電，沒(méi)有進(jìn)行方向保護(hù)元件的設(shè)置，但是分布式電源接入之后，配電網(wǎng)中的一部分線路就轉(zhuǎn)換成為雙端電源供電，電源接點(diǎn)的上有線路一旦發(fā)生故障，分布式電源所提供的電流就會(huì)從負(fù)荷側(cè)流向系統(tǒng)側(cè)。沒(méi)有方向的保護(hù)，所產(chǎn)生的故障電流就會(huì)都涌向保護(hù)，此時(shí)一旦故障流大于保護(hù)的額定值，那么保護(hù)元件就回喪失判斷，就會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作，線路即跳閘、退出運(yùn)行，繼電器就會(huì)失去選擇性。分布式電源的接入必須與保護(hù)元件的應(yīng)用相配合，從而達(dá)到供電保護(hù)的作用。分布式電源的接入對(duì)于繼電保護(hù)來(lái)說(shuō)主要分為以下幾種影響：第一，導(dǎo)致線路保護(hù)靈敏度降低；第二，導(dǎo)致本段保護(hù)誤動(dòng)，容易引發(fā)線路跳閘；第三，導(dǎo)致相鄰操作和后備保護(hù)的誤操作；第四，自動(dòng)重合閘重合失敗。

5 分布式電源接入對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃的影響

盡管分布式電源是配電網(wǎng)發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)，但是因?yàn)槠鋵?duì)電網(wǎng)多元素所產(chǎn)生的影響，導(dǎo)致其對(duì)于配電網(wǎng)的規(guī)劃也同樣會(huì)產(chǎn)生影響。因此分布式電源與配電網(wǎng)相連接之后，從供電的靈活性、可靠性等方面產(chǎn)生作用，就必然會(huì)對(duì)電網(wǎng)的整體運(yùn)行產(chǎn)生影響，也會(huì)使配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，從而對(duì)配電網(wǎng)的規(guī)劃帶來(lái)新的問(wèn)題。其所產(chǎn)生的影響主要包括以下幾個(gè)方面：第一，分布式電源的接入增加了電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的難度，致使配網(wǎng)規(guī)劃人員無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)符合的增長(zhǎng)。第二，分布式電源的接入使原有的配網(wǎng)線路布置更加困難，因?yàn)榉植际诫娫吹慕尤朐斐傻牟淮_定性更多，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選擇的時(shí)候，其困難性就更大。第三，分布式電源的接入還會(huì)增加電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)公司的管理難度。獨(dú)立安裝分布式電源的小型用戶，更為理想的供電方式為兩路供電，而這與想保持系統(tǒng)接入前電能質(zhì)量和可靠性不變的電網(wǎng)公司的初衷不同，在系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化的時(shí)候，電網(wǎng)公司就會(huì)增加相應(yīng)的設(shè)備來(lái)保持電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，其必然增加了公司的各項(xiàng)支出，增加了管理的內(nèi)容和難度。第四，分布式電源的接入對(duì)于原有供電設(shè)備的容量產(chǎn)生影響，其容易造成大量設(shè)備的閑置，使原有的投入無(wú)法收回。

6 結(jié)束語(yǔ)

分布式電源的未來(lái)發(fā)展前景非常廣闊，但是因?yàn)槲覈?guó)對(duì)于其研究還處于起步階段，因此很多問(wèn)題還沒(méi)有很好的解決。但是，相信隨著人們研究的深入，分布式電源技術(shù)的滲透，配電網(wǎng)與其所進(jìn)行的結(jié)合將會(huì)越來(lái)越明朗，電網(wǎng)也將會(huì)因?yàn)榉植际诫娫吹慕尤攵絹?lái)越穩(wěn)定，越來(lái)越安全。

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作者簡(jiǎn)介：歸敏琪（1989-），男，漢族，江蘇蘇州，國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司蘇州供電公司，助理工程師，工學(xué)學(xué)士，目前主要從事電力調(diào)控運(yùn)行相關(guān)工作。

顧妍（1990-），女，漢族，江蘇蘇州，國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司蘇州供電公司，助理工程師，工程碩士，目前主要從事電力調(diào)控運(yùn)行相關(guān)工作。