分布式電源接入對配電網風險性和經濟性的影響

作者/宋勝菏，國網山東省電力公司德州供電公司

前言

21世紀開始，人類開始關注環(huán)保產業(yè)，開始對地球未來的資源使用問題和環(huán)境保護問題產生危機。人們開始向環(huán)保新世紀邁進，進入了開發(fā)可再生能源的新時代。響應國際上提出的“低碳環(huán)保經濟”理念，中國也開始實施節(jié)能減排的發(fā)展計劃，分布式發(fā)電技術經過實踐證明能達到節(jié)能效果。

1.分布式電源接入的基本內容

1.1 分布式電源介紹

分布式電源接入（Distributed Generation,DG）是綜合供電方式的一種擴張，其供電形式由普遍的風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、水力發(fā)電和其他清潔燃料發(fā)電組成的，如圖1所示。

分布式電源比起以往的電源相比的優(yōu)點就是環(huán)保清潔，這對現今階段國際提倡的“低碳環(huán)保經濟”理念有著巨大的推進作用，響應了我國節(jié)能減排的發(fā)展規(guī)劃。現今階段分布式電源的實際運用范圍在持續(xù)擴大，支持并鼓勵發(fā)展這種分布式發(fā)電技術已經成為我國將來發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。雖然近年來分布式電源所占的市場比例在逐年增長，但在我國供電份額比例中還是比較低。

由于這種電源對發(fā)電環(huán)境過于依賴的特質以及能量密度較低的特點，使分布式電源的生產及運用產生一些無法確定的因素。隨著發(fā)布式電源并網技術的快速發(fā)展，大批分布式系統(tǒng)集成到現有的電力系統(tǒng)中，也給現有的系統(tǒng)運行控制方面帶來新的問題。因為分布式電源的不可控性給系統(tǒng)的集中運行帶來了巨大的困難。

圖1 分布式電源

1.2 分布式電源模式與傳統(tǒng)模式的比較

分布式電源模式與傳統(tǒng)模式是存在很大差別的，在安全性、穩(wěn)定性、經濟實用性進行對比。分布式電源模式相比傳統(tǒng)模式的安全性及穩(wěn)定性較低，傳統(tǒng)模式的經濟實用性比分布式能源模式高。

2.分布式電源接入的風險性分析

2.1 配電電壓的風險性分析

分布式電源接入到配電網中會把配電系統(tǒng)改變?yōu)槎嚯娫唇Y構，隨著結構的改變會使其內部的系統(tǒng)大小以及方向都隨之改變，這就會使電壓原本穩(wěn)定的狀態(tài)變得不穩(wěn)定，而電壓發(fā)生改變會使調壓方案也隨之改變。

所以分布式電源對系統(tǒng)電壓主要有兩方面的影響，一方面是分布式電源容量與接入位置的不同，會對配電網電壓分布的影響產生不同；第二方面是配電網各負荷點的電壓被分布式電源輸出無功的影響而抬高。如果接入系統(tǒng)的分布式電源的輸出不確定，那么就會引起配電網的電壓紊亂問題[1]。

2.2 電能的風險性分析

分布式電源一般情況下都是接入在電力電子技術之上，運用電力電子技術會使大批的非線性負載得到增加，這就會引起電網電壓的變化，導致電流波產生變異，一定程度上會加重諧波污染。

所以分布式電源接入方式對電能有主要兩方面的影響：一方面是大型分布式電源的啟動會容易造成電壓的閃變；另一方面是會造成諧波污染，電力電子起點的啟動會直接影響到系統(tǒng)的運行，會造成系統(tǒng)的負荷問題，會使系統(tǒng)產生大量的諧波。

2.3 繼電保護的風險性分析

通常配電網的結構大多為放射性結構，這會使對過流進行最為簡單方便的保護整定。分布式電源這種接入方式則會直接影響這種放射性的網絡結構，使其發(fā)生系統(tǒng)潮流方式的改變，可能會改變變電站到各負載的流向問題[2]。

分布式電源接入的特點是相對分散的，比如當配電網系統(tǒng)發(fā)生改變時，流過饋線的電流會因為分布式電源的改變而發(fā)生電流減小的情況，這會對繼電的保護裝置造成威脅。分布式電源的類別及數目對配電網的故障起著決定性作用，同時也會讓配電網系統(tǒng)的故障水平發(fā)生改變。

2.4 網損的風險性分析

配電網的負荷分布變化會直接受分布式電源的接入方式所影響，當配電網中全部的負荷節(jié)點大于該分布式電源節(jié)點的輸出，那么分布式電源的接入將會使線路的損耗降到最低。

當分布式電源的輸出小于配電系統(tǒng)的總量，但該分布式電源的節(jié)點的輸出量大于至少一個節(jié)點的負荷量時，分布式電源接入方式會使總體的消耗降低，但會使其中一些線路損耗加劇。

當分布式電源的輸出大于配電系統(tǒng)的總負荷時，但該分布式電源的節(jié)點的輸出量大于至少一個節(jié)點的負荷量時，假設分布式電源的總輸出量小于其負荷量的兩倍，也同樣會對其中一些線路的消耗加劇但會保護總體線路的消耗。如果分布式電源的總發(fā)電量大于負荷量的兩倍，那會發(fā)生使線路的消耗加劇的情況。

2.5 配網調度的風險性分析

由于分布式電源的發(fā)電來源于可再生能源，所以這些能源受環(huán)境影響是具有不確定性的，所以分布式電源接入方式很有可能使電力系統(tǒng)造成電網適應性較差、系統(tǒng)調頻等意外情況發(fā)生。這會使供電方式出現間斷發(fā)電的情況，也會出現供電不安全、不穩(wěn)定的情況。

過去的配電網是具有一定的穩(wěn)定性及傳統(tǒng)性的，而分布式電源則相反是具有不穩(wěn)定性的一種接入方式，這使原先的配網的規(guī)劃發(fā)生改變，以至于使其很難規(guī)劃出一種合理、科學的配網方案。

3.分布式電源接入的經濟性影響分析

3.1 供電企業(yè)分析

使用分布式電源對供電企業(yè)來說是有益處的。由于分布式電源的接入方式可以控制并降低因長距離高壓輸電所產生的線路損耗的問題，并且分布式電源可以直接為用戶供電，線損是在供電企業(yè)中最為重要的一個衡量收益的標準，并且線損不被損耗是任何供電企業(yè)都無法做到的，分布式電源接入方式可以在一定程度上降低線損。采用分布式電源接入可以直接降低供電企業(yè)對供電的投資，這對供電企業(yè)經濟效益的長遠發(fā)展有重大意義[3]。

3.2 供電受眾分析

分布式電源的接入方式也更利于供電用戶。電力市場的供電類型因分布式電源的接入方式而更加充足，使供電用戶在傳統(tǒng)供電方式的依賴性上很大程度的降低。在現今社會，中國居民的不斷增加促使著用電量的不斷增加，使傳統(tǒng)配電網的供電能力難以滿足居民用電量的需求，這就使傳統(tǒng)配電網產生超負荷的現象發(fā)生，也是造成經常停電的原因。而分布式電源的接入可以有效緩解這一情況發(fā)生，解決了傳統(tǒng)配電網的負荷問題，所以分布式電源的接入使配電網對火力供電的依賴性得到緩解和有效降低。分布式電源通常來源于清潔能源，分布式電源的運用能夠有效降低電網電價，這對供電用戶來說是非?；菝竦囊环N供電方式，所以對于供電用戶來講，分布式電源接入是被供電用戶較為推崇的。

3.3 社會經濟分析

分布式電源主要包括太陽能、天然氣、生物質能、風能、海洋能、地熱能、資源綜合利用發(fā)電等類型，具有良好的環(huán)保功能。分布式電源技術的運用遠比傳統(tǒng)能源發(fā)電技術的應用有更多的益處，與傳統(tǒng)的發(fā)電燃料相較，分布式電源發(fā)電所產生的有害氣體是相對較少的，并且分布式電源不需要升壓也可直接并入配電網進行發(fā)電，所以也大量降低了磁場等造成的電磁危害污染。

現今面對全球的能源危機與環(huán)境壓力問題，人類渴望利用可再生能源來代替有限能源且污染環(huán)境的常規(guī)能源，對電能的選擇上越來越注重綠色環(huán)保這一側重點。使用分布式電源讓在能源利用的選擇上賦有多樣性。從社會環(huán)境經濟方面評價，使用分布式電源進行發(fā)電對現今社會低碳環(huán)保政策的實施是有巨大推進作用的。

4.結論

分布式電源接入一方面使配電網的安全上存在風險性，另一方面又能有效促進經濟發(fā)展。分布式發(fā)電作為一種新型的能源發(fā)電模式，合理運用其優(yōu)勢是社會可發(fā)展戰(zhàn)略的必要選擇，研究并做好分布式電源的規(guī)劃與配電網的融合對現今社會有重要意義。

* [1]陳昌.淺談分布式電源的接入對配電網的影響[J].科技風 ,2012,23∶45.

* [2]姜麗珍,路正霞,翟慧慧,等.分布式電源接入對配電網風險性和經濟性的影響[J].通訊世界,2017,08∶215.

* [3]陳永昌.淺談分布式電源接入對配電網的影響[J].中國高新技術企業(yè) ,2015,29∶143—144.