高比例分布式电源接入配电网的影响分析

高比例分布式电源

接入配电网的影响分析华北电力大学CONTENTS背景介绍1分布式电源的基本概念2分布式电源接入配电网的影响3当今社会对一次能源需求量的不断增长化石能源的开采难度和成本呈上升趋势同期开展新型能源和替代技术的研究取得一定进展

背景1化石燃料燃烧产生的温室气体呈指数性逐年增长当前，可再生能源仅占全球能源消耗的1/5。背景1全世界风力装机预测量

资料来源:GlobalWindEnergyCouncil

在当前形势下，相对灵活的分布式发电形式，以用户选择程度高、安装周期短、投资较少等特点，成为可再生能源的重要利用方式。分布式电源2

分布式电源装置是指功率为数千瓦至50MW小型模块式的、与环境兼容的独立电源。

简单来说，是不直接与集中输电系统相连的35kV及以下电压等级的电源，主要包括发电设备和储能装置。超级电容器储能电池储能飞轮储能压缩空气储能电动汽车储能分布式电源2分布式电源2并网机组类型：逆变器

燃气轮机、变速恒频风力发电、

光伏发电、燃料电池等异步发电机

用于风力发电、小水电，包括双馈风力发电机同步发电机

生物质发电、内燃机组等接入电网的典型方式：

随着分布式电源的接入，配电网由“无源”变为“有源”，呈现出愈加复杂的“多源性”特征，对配电网产生了深远的影响。DG接入配电网的影响3对配电网潮流的影响可再生能源功能具有随机性和波动性分布式电源难以提供稳定持续的电能分布式电源出力受诸多外界因素影响增大了配电网潮流的随机性负荷潮流变化也较大DG接入配电网的影响3风电接入使用PowerSystemAnalysisSoftwarePackage-PSASP进行潮流计算以IEEE14节点系统为例，分析DG接入时对电网潮流的影响线路6-1212-136-139-1413-14接入风机前0.0989+j0.03000.0367+j0.01250.1849+j0.11830.0678-j0.01370.0836+j0.0671接入风机后0.0911+j0.02830.0291+j0.01110.1613+j0.10530.0574-j0.01370.0941+j0.0670对配电网潮流的影响DG接入配电网的影响3对配电网网损的影响分布式电源容量分布式电源接入位置负荷容量相对大小网络拓扑结构影响因素若分布式电源规划不合理，并网方式不当加上现有配电网供电线路长，有时会有设备陈旧老化的问题，都会增加配电网的运行损耗在13节点分别接入10台600kW的风机、50台型号为SFM144Hx250wp的光伏电池以及风光互补的机组。DG接入中午12点网损对比DG接入配电网的影响3对配电网网损的影响DG接入配电网的影响3分布式电源总容量可再生能源渗透率分布式电源接入位置影响因素有些分布式电源采用感应机，如风力发电机，可能还要吸收无功而不适于电压调节，还会加重对电压水平的负面影响对配电网电压的影响渗透率分布式电源并网会增大配电网的短路电流水平,其影响程度取决于很多因素DG接入配电网的影响3对短路电流的影响DG的技术类型运行模式接入容量系统的接口方式等等另外大多数DG会装有逆功率继电器,在故障瞬间DG电流注入电网导致断路器的开断能力不足而不能有效切除故障,使故障扩大危及整个系统的安全运行。对短路电流的影响

DG接入不可避免地会改变配电网的短路电流水平和短路电流分布。并且分布式电源种类很多，其对配电网短路电流的影响程度也不尽相同DG接入配电网的影响3含分布式电源容量三相短路的短路电流冲击值A相接地短路的短路电流冲击值不含DG29.35KA16.75kADG总共容量为1.2MVA32.17kA19.14kADG总共容量为1.9MVA33.08kA20.06kADG总共容量为2.1MVA34.11kA20.89kA节点13短路时的短路电流值

当2、5、9、13节点接入不同容量的风、光分布式电源，在节点13发生故障时，短路电流水平不同13节点接入不同类型DG时部分节点谐波总畸变率对电能质量的影响DG接入配电网的影响3对三段式电流保护的影响-误动的可能性线路AE故障，导致1DL保护误动作DG

当配电网中接入DG后，放射状网络变成遍布电源和用户互联的网络，从而改变了故障电流的大小、持续时间及其方向。DG接入配电网的影响3对继电保护的影响配电网系统故障时并网DG切除还会引起更多问题：

①过电流故障的切除与DG的切断在时限上的配合问题。

②并网DG必须在自动重合闸开断时间间隔内快速切除，否则会引起电弧重燃，使重合闸不成功。 ③DG功率注入电网时会使原来的继电器保护区缩小，从而影响继电保护装置正常工作。

④DG并网使分布式同步电机和感应电机的临界切除时间减小。DG接入配电网的影响3对继电保护的影响抵消部分电网负荷减少进线的实际输送功率增加输配电网的输电裕度提高系统对电压的调节性能不适当的安装地点、容量和连接方式以及继电保护配合也会降低配电网可靠性。DG接入配电网的影响3对系统可靠性的影响例：1986年5月20日，英格兰一地区的6条400kV线路因雷击而断开，由于在5min内在负荷区投入了1GW的燃气轮机发电容量，从而防止了一次重大电压失稳事故的发生。

一些地区的DG因点多、面广使部分DG通讯联系薄弱，不易采集DG发电过程中产生的实时电流、电压、有功功率和无功功率等信息.不利于调度员的正确决策造成分布式电源无序发电会增加电网压力和发电行业整体成本DG接入配电网的影响3对电网调度的影响DG接入配电网的影响3对电力市场的影响随着公平竞争电力市场的建立，DG也将拥有越来越大的市场份额用户不仅可以从电力公司买电，也可以向其卖电或为其提供有偿削峰、紧急功率支持等服务DG接入配电网的影响3对配电网规划的影响WTPVPL10点

增加了不确定性因素风、光等自然条件导致分布式电源出力的波动性、随机性分布式电源种类多样，出力特性各不相同

用户安装分布式电源的主动性按时间特性分析的分布式电源出力

增加了DG的选址定容等规划内容

最优网架优化的方案选取更加困难23DG接入配电网的影响3对配电网规划的影响

例：规划区A、B两处增加了本地消纳模式下的分布式电源敷设区。直接影响了变电站规划容量与出线回数，负荷中心也发生了变化

接入DG后的配电网技术评价内容增加4DG接入配电网的影响3对配电网规划的影响

除了要对传统配电网评估中必要的技术经