分布式電源并網對配電網保護的影響

王 恒，劉長蓮

（上海電力綠色能源有限公司，上海 200124）

1 發(fā)展分布式電源的重要意義

現(xiàn)階段，大多數(shù)發(fā)電企業(yè)在進行電力生產、電能運輸與分配工作時，分別采用集中發(fā)電方式、遠距離傳輸技術與電網大串聯(lián)三大方式。這三大發(fā)電、傳輸、分配方式影響著地球上90%的電力生產與使用情況，但其一直存在著局部極易影響全體、目標明顯易受不法分子攻擊以及不能實時監(jiān)控等重大缺陷。而分布式電源發(fā)電這一新式發(fā)電方式能在一定程度上規(guī)避這些缺點，且有著獨一無二的重要意義。

1.1 有利于保護資源，降低能耗

分布式電源分布地點距需供電地點較近，供電距離較短，且其獨特的發(fā)電方式會明顯縮短發(fā)電時間，進而有效降低網損。同時，由于分布式電源能夠進行大多能量形式的供應，進而將能量進行梯級利用管理，實現(xiàn)能量“冷、熱、電”3種形式的聯(lián)合生產，進而有效提高能源的整體利用率[2]。

1.2 有利于保護環(huán)境，緩解生態(tài)壓力

分布式電源的發(fā)電原料以太陽能、風能、潮汐能以及地熱能等可再生能源為主，并以天熱氣、沼氣等清潔能源輔之，有效化解了傳統(tǒng)火力發(fā)電方式嚴重污染生態(tài)環(huán)境的弊端，且在發(fā)電過程中能夠最大程度地降低一氧化碳、硫化物和氮化物等有毒氣體與二氧化碳這一造成全球變暖的元兇的排放率。分布式電源與傳統(tǒng)發(fā)電方式相比，發(fā)電電壓較小，不會造成嚴重的電磁污染，有利于保護生態(tài)環(huán)境。

1.3 有利于增強配電網的使用效能與安全性能

分布式電源發(fā)電時具有將高峰負荷轉移到低谷負荷區(qū)域的運行特色，能夠有效實現(xiàn)電網的負荷均衡。而分布式電源的應用能夠大大提升當前發(fā)電與傳輸設備的使用率，減少高峰時期輔助負荷的設備安裝。這樣有利于提高配電網的使用效能，為發(fā)電企業(yè)謀取最大化的經濟效益。

2 并網保護的重要作用

2.1 能夠減少DR在配電網故障時對其的不利影響

當配電網出現(xiàn)設備故障時，分布式電源會一直向故障點進行短路電流供應，進而破壞配電網的自帶保護裝置。分布式電源的連接會直接改變配電網故障時短路電流的起伏數(shù)據(jù)與分布狀況。若分布式電源的公共耦合點處于接入饋線與故障點的中心區(qū)域，會由于分布式電源的屏蔽效果而導致經過接入饋線的短路電流變小，進而形成接入饋線不進行保護工作的情況。若分布式電源的公共耦合點處在無故障處，易觸發(fā)接入饋線的保護裝置出現(xiàn)失誤。因此，想要盡量降低分布式電源對配電網自帶保護裝置的不利影響，必須及時開啟并網保護，并且盡快解除與分布式電源的連接。

2.2 能夠做好防孤島保護

為了保護配電網的正常運行，保障發(fā)電工作人員的生命財產安全以及供電質量，我國規(guī)定在發(fā)現(xiàn)分布式電源與公共配電網失去電流轉移交換時，必須及時切斷分布式電源與電網的連接。這樣形成了孤島，原因有兩種：一種是由于配電網故障導致自動跳閘，一種是人工操作的失誤。同時，公共耦合點的防孤島保護裝置與分布式電源的自帶的防孤島保護裝置有所不同[3]。

3 分布式電源并網對供電質量的影響

3.1 有利于轉移配電網上的多余負荷

傳統(tǒng)的配電網中負荷數(shù)值與容量稍微出現(xiàn)波動會殃及配電網的電壓，使之產生變化?，F(xiàn)階段，隨著發(fā)電電源側面向末尾的電壓負荷數(shù)值的變化日益明顯，配電網電壓經常由于負荷分布不均而形成異于常態(tài)的變化。因此，將主要分析在分布式電源與配電網連接后分布式電源提高配電網電壓穩(wěn)定性能的有利影響。

3.2 有利于解決諧波的不利影響

在分布式電源與配電網完成連接后，分布式電源會對配電網電路中形成各式的諧波，而這種諧波極易通過配比與傳變污染到10 kV低壓配電網，不利于配電網的安全運行。由分布式電源發(fā)出的諧波電流與輸出功率有關，能夠利用變流器與濾波裝置解決諧波的影響。

4 分布式電源并網對配電網保護的影響

4.1 利用風能發(fā)電

第一，風能的收集不是持續(xù)的，是具有隨機性的。因此，由風能轉換而成的風電電流也會波動明顯，無法保障持續(xù)供電。第二，現(xiàn)階段我國大多風電發(fā)動機都處于軟并網狀態(tài)，一旦進行并網，開始后一瞬就會形成巨大的沖擊波影響電流狀態(tài)。若當?shù)仉娋W系統(tǒng)較差，沖擊波足以對風能發(fā)電機組造成系統(tǒng)性破壞，且在問題解決后也不能在短時間重連機端電壓，進而導致風電機組運行缺乏安全，影響當?shù)嘏潆娋W的電壓穩(wěn)定。第三，當設備檢測風速超過額定范圍時，機組將會自動切出并網狀態(tài)，而自動切出時會使電壓形成較大的變化或是閃變，無法保障風力發(fā)電機組的供電質量達標。

4.2 利用太陽能光伏發(fā)電

第一，由于地球自轉，光伏發(fā)電設備所在地只能在白晝進行光能的收集工作，晚上再切出電網，使得光伏設備的使用率較低。同時，經常進行發(fā)電設備與電網的切除，不利于電網的正常穩(wěn)定運行。第二，光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量與太陽照射強度的大小呈正比，因此發(fā)電量隨著太陽照射強度的變化而變化。一般而言，配電網中除了利用切換器調整電壓外，很難調節(jié)其他無功環(huán)境。如果無功發(fā)電量大，還會導致配電網上的負荷數(shù)值波動明顯，進而不自覺增大調節(jié)電壓的難度。

5 優(yōu)化分布式能源并網對配電網保護的影響

想要盡快完成工作處理，需要嚴格按照時限要求進行故障解讀與防孤島裝置的簽字工作，并且盡可能調控好狀態(tài)，進一步保障工作人員靈活、可靠地開展工作。此外，必須明確分布式電源的發(fā)電已被內網負荷消除，同時要注意在超額時期避免出現(xiàn)分布式電源向故障點持續(xù)進行短路電流傳播的情況。

6 結 論

實現(xiàn)分布式電源并網有利于解決我國現(xiàn)階段存在的能源匱乏問題，是既做到環(huán)境保護又能發(fā)展經濟社會的不二之選，符合智能電網的發(fā)展趨勢?，F(xiàn)階段，如何做好新型能源的收集、轉換、傳輸與利用工作，并且積極主動地布置分布式電源與其他領域進行碰撞交流，是一個值得深思熟慮的科學問題，需要有一個長期的部署與政府的相關扶持，結合新技術、新工藝、新設備進行研發(fā)與結合。可見，分布式電源不僅服務于配電供電行業(yè)，還可以用于電動汽車等新型事業(yè)。