浅析分布式电源并网对电能质量的影响

浅析分布式电源并网对电能质量的影响

作者：李开元

来源：《文化产业》2014年第12期

摘要：随着社会日益增长的能源需求，分布式电源应运而生，分布式电源具有投资少、发电方式灵活、节能环保等特点。能改善能源结构、促进电力能源可持续发展。分布式电源的使用对现代电力系统来说是一个巨大的改变。本文将就分布式电源接入配电网对电能质量的影响进行探讨。

关键字：分布式；电源；电网；质量；电能；

中图分类号：TM711 文献标识码：A

一、分布式电源现状

（一）分布式电源是将电能产生和使用在同一个地点或同一个局部的区域内的电源，是一种复合型能源利用技术，主要特征是可就地消耗电能而与整个网络的规模、燃料的使用和相关发电技术无关。分布式电源要与电网相结合后才能发挥出更大的经济效益。

目前，分布式电源主要分为以下两大类：第一是具有发电性质的分布式电源，第二是具有储能性质的分布式电源。

（二）分布式电源可以对电网中的负荷增长所带来的变电站和输电线路建设进行延缓，减小投资。分布式电源还能够为终端用户在紧急的情况下提供相关的电源，实现对电网峰谷的调节，提高整个网络的供电可靠性，改善终端用户的电能质量。

（三）环境效益分析

分布式发电技术具有强大的可持续发展能力和环境友好性。现代分布式电源在使用过程中可以减小环境的污染，有助于改善生态环境，增强发展的持久性和科学性。

（四）分布式电源可以就地供应，不需要使用长途输送网络，它可以降低输送中的峰负荷值，因此分布式发电可以降低输送损耗，以及输送网络中由于超载引发的故障可能性。

（五）分布式发电可以提高用户供电可靠性。目前许多国家和地区都提倡分布式电源并网运行。

（六）分布式电源对配电网规划、电能质量、网络损耗、系统保护、电网可靠性和短路容量、电网调度和实时监控、电力市场和发电机组无功出力、并网变压器以及与分布式电源有关的法律、法规和行业规范等都有影响。

（七）分布式电源离用户近，容易实现有功功率的就近提供和无功功率的就近补偿，输电损耗小。分布式电源的启动和运行与气候条件、政策法规、需求等因素有关，其不确定性对电能质量有影响。

二、分布式电源并网对电能质量的影响

（一）电能质量

从普遍意义讲，电能质量就是指优质供电。目前大多数专家认为电能质量可以定义为：电力系统不干扰或影响负荷运行的能力，电能质量指标包括：

1、波形畸变，经常使用的有：单次谐波值、总谐波畸变率、单次间谐波值以及总间谐波畸变率。

2、不平衡，电压不平衡的严重性往往用电压不平衡度来量化。

3、电压波动，实际电压偏离系统标称电压的现象统称为电压变动。闪变是由于灯光照度或者光谱分布在一定范围内随时间波动刺激了人的视觉不稳定的感受。

4、缓慢电压变动，对于缓慢电压变动，一般通过计算供电电压的方均根值进行量化处理。

5、电压偏差是供电系统在正常运行方式下，某一节点的实际电压与系统标称电压之差对系统标称电压的百分数。可以根据设定好的目标值可以得到一定时间段内的电压合格率指标。

随着新型电网发电电源和用电负载的增大，给传统的电能质量带来了更大的挑战，需要在原有电能质量指标的基础上不断创新完善，发展适用于含有分布式电源的新型电网下的电能质量新指标。

（二）分布式电源并网对电能质量的影响

并网对电能质量的影响主要在于电压波动和闪变，电力谐波和电压稳定性等方面。

1、电压波动与闪变

当分布式电源与负荷协调运行时分布式电源将对电压波动起抑

制作用，当分布式电源与负荷不协调运行时会使系统的电压波动更严重。如果并网分布式电源接入位置、容量和控制不合理，则会使配电线路上的负荷潮流变化较大，加大配电网电压的调整难度并使其发生波动。逆变型分布式电源引入的电压闪变很小；异步发电机在运行过程中要吸收无功功率，其功率波动是造成电网电压闪变的主要原因。风电机组输出功率的波动会

引起电网电压波动、甚至引起闪变现象。切换操作，会引起功率波动从而引起风电机组端点和其他节点的电压波动和闪变；闪变值随风速增加而增大，当风速达到额定值时闪变值开始下降；湍流强度越大，闪变值越大；短路容量越大，闪变值越小。

2、电力谐波

分布式电源通过电力电子设备接入配电网，其开关器件频繁的开通和关断易产生开关频率附近的谐波分量，对电网或者用户造成谐波污染。一定容量的分布式电源接入配电网，会对馈线上的谐波电压和电流分布产生影响；在分布式电源接入位置不变的情况下分布式电源的总出力占总负荷的比例越高，同一馈线沿线各负荷节点电压总谐波畸变率越大；分布式电源越接近系统母线，对系统的谐波分布影响越小。分布式电源并网的谐波问题有电压变形超标、电容组的共振等；因此在分布式电源安装时需要评估其谐波影响，对较大的分布式电源和具有复杂谐波的情况需要对电力系统的谐波进行测量和模拟。

3、经济性

分布式电源接入对配电网运行调度的影响及对策配电网的调度运行要寻求经济性，分布式电源由于距离负荷较近，在一定程度上缩短了输电距离、降低了网损，节约了成本，但分布式电源发电的不确定性也增加了调度运行的难度和复杂程度，需要配电网预留更多的备用电源和调峰容量，需要通过提高对分布式电源的功率预测的精度来降低费用支出。

4.分布式电源对电能质量改善

虽然分布式电源的引入给系统带来许多不确定性，使电能质量的一些方面进一步恶化，但是分布式电源也存在改善电能质量的潜力。首先分布式电源能够及时快速地提供电能从而提高整个电网系统的稳定性。同步机形式分布式电源减少电压暂降持续时间能力明显不如逆变器形式分布式电源。而逆变器形式分布式电源的不同控制策略对电压暂降抑制效果影响较大。分布式电源并网造成谐波污染，通过对大功率变流器的电路拓扑和控制策略进行研究，可以提高电力电子交流装置容量并改善其性能。

结语：

分布式电源并网对整个配电网的电能质量会造成严重的影响，分布式电源在我国的发展时间尚短，我们应加强分布式电源并网的

研究，建立更加合理的分布式电源模型，不断的总结经验，吸收先进技术，更好的提高分布式电源并网后的电能质量。

参考文献：