分布式电源接入电网的影响研究阮石宝

分布式电源接入电网的影响研究阮石宝

摘要：本文具体介绍了分布式电源对于电网的影响，从分布式电源对于其安全

运行、电能质量、调控运行、继电保护、涉网作业安全等多方面的影响，从组织、管理、技术等方面提出对策和建议，以提升分布式电源并网安全管理水平，从而

保障电网安全稳定运行。

关键词：分布式电源；电网

引言

分布式电源，是指在用户所在场地或附近建设安装、运行方式以用户侧

自发自用为主、多余电量上网，且在配电网系统平衡调节为特征的发电设施或有

电力输出的能量综合梯级利用多联供设施。其较传统发电有自身的特点，其对于

改进能量组成、减少污染排放并提高使用效能有着重大意义。

一、关于电网正常工作的影响

过去，分布式电源规模及单机容量较小，且多以备用电源、局域电网电源的形式

出现，通常不与电网电源联供，运行方式简单，对电网工作的影响经常被忽略不计；现阶段，因环保压力，能源储备，优化能源结构等需求，太阳能发电、风电

发电、抽水蓄能发电、沼气发电、地热发电等各种小型发电被大力推广普及，分

布式电源无论数量还是规模大副增长，其对于电网稳定性影响也随之凸显。主要

表现在以下几个方面：

（一）对于规划的影响

分布式电源本身具备较为分散的特点。建设规模、建设地点灵活多变，形式

多样，建设周期短，具有随机性、突发性的特征，加大了电网规划的难度，尤其

是对中、低压配电网的影响较大。

（二）对电网运行的影响

在分布式电源未接入前，电网本身是单向流通，电能由电厂流向电网，再由

电网流向用户，随着分布式电源的接入，这种格局发生变化，负荷端同时具备负

荷及电源双重性质，有时随着分布式电源规模的扩大，部分线路由原单向潮流向

双向、多向潮流发展、有地区的农配网线路的潮流形式多达数种，加大了电网调

度的难度。

另由于分布式电源的无序接入，对电网运维检修带来新的安全隐患，增加保证线

路检修期间线路不带电状态的难度。对于无电源接入的线路检修，跳开关，合地刀，即可保证线路无电状态，因系统电源开关受供电部门管控，整个检修在一种

受控状态；对于接有电源的线路检修，首先要保证与检修线路物理连接的所有电

源可靠切除，所有的关联地刀合闸，才能判定线路处于无电可操作状态，还要保

证检修期间所有电源不得误投，由于电源并网断路器跳闸的管控属电源运管单位，电网部门对其不完全可控，在信息不通畅的情况下，易发生误操作，可能危及电

网检修人员的生命安全。

（三）对供电稳定性及电能质量影响

分布式电源供电稳定性通常与场址位置、连接方式、自然环境、发电装置特

征相关，受上级能源限制，如风电发电受风资源影响，光伏电站受日照资源影响，其能源转换过程是一种非稳定、不连续的过程，发电特征曲线以波动曲线性居多，其对电网影响的外在表现，系统电压波动明显、偏差大，特别是线路末稍接有分

布式电源时，往往发电峰值时段，线路末端电压超越规定上限；发电低谷时段或

不发电时，线路末端电压不满足规定下限要求。

分布式能源工程，受一次能源不稳定限制，其在能量转化过程中常使用IGBT技术，IGBT是一种通过电力电子技术将非正弦波状的电压、电流强制成正弦波状输出的

技术，该设备在波形转换过程中，伴随产生谐波电流、谐波电压、直流分量、三

相电压不平衡电压、对电网电能质量有不利的影响。

（四）对于管控的影响

因有国家政策的扶持，分布式能源项目相对其它行业的投资回报率高，收益

有保障，而本身规模不受限制，可大可小，投资门槛相对较低，自2009国家下

发了一系列鼓励分布式能源的政策以来，分布式电站的建设成几何倍增长。

分布式电源数量、体量增长，对电网的影响日益加巨，但与之相匹配的电网管理

并未同步发展，如调度平台升级、人员培训、安全生产制度健全，给电网的调度、运维带来了巨大压力。

（五）加大电网分析的难度

分布式电源本身所输出功率波动较大，严重时，甚至在较短的时间内引起线路电

能潮流顺-逆转化，使得电网潮流分布更复杂，电网模拟分析难度进一步提升。

潮流分析是电网稳态、暂态分析的基础，现国内常用的电网分析软件有PSASP、BPA、MALTAB等软件，这些专业软件，软件版本更新较慢，早期软件开发员以燃烧矿物的发电机组、水轮发电机组等为对象构件模型，模型有较强的针对性，对

于近年兴起的风电、光伏、光热、储能等类型的发电系统，不能很好表达其特征，不能完全适应现代电网分析的需求。

（六）对于电路检修的安全影响

由于分布式电源使得电网本身的构造趋于复杂化，因而致使对应的电路检修、维

护工作的难度也日益提高。在供电系统整体出现问题需要人工修理的时候，极有

可能因为分布式电源的运行协调不够到位而引发意外，威胁到工人乃至人民群众

的生命安全，并且随着分布式电源的日益发展壮大，这一隐患将会愈发严重。

二、分布式电源接入电网的相关安全措施升级

（一）分析软件智能化

加快模拟分析软件平台的更新换代，对于不能满足现状的分析软件积极强制淘汰，鼓励模拟软件平台升级。新模拟软件平台至少在以下方面强化：

1）应能适应超电压电网的模拟需求；

电源模型分类应更加细致，随着国家能源发展政策的转变，鼓励分布式能源

的发展，电源型式多样化趋势明显，软件平台模型类型应更加丰富，电源模型多

样化、动态化，能充分表征新型能源的发电特性，常见分布式能源及发电装置类

型如下表：

2）模拟过程动态化；

元器件模型有动态变化的设置接口，软件应满足结果动态输出。

（二）强化电力预测

与常规电源不同，依托太阳能、风能的分布式电源，决定发电出力为不可控制的

自然力，供电量变化随机性较大，且具有普遍性，表现为大规模的共同概率曲线

特征。如果能够依据该特点制定相应算法，通过天气来对此类已记录的分布式电

源进行评估预测，进而实现做好应对策略准备，就可以切实的解决峰值不稳定难

以应对的问题。

（三）加深对于孤岛效应的预防研究

孤岛效应的危险性很高，是威胁电力系统正常运行的一大隐患，会威胁维修工人

的生命、损毁电器设备。而安装孤岛检测装置就可以切实的解决在太阳能发电系