分布式電源與智能電網(wǎng)的關系解析

1、分布式電源概述

分布式直流電源裝置是指功率為數(shù)千瓦至50MW小型模塊式的、與環(huán)境兼容的獨立電源。這些電源由電力部門、電力用戶或第3方所有，用以滿足電力系統(tǒng)和用戶特定的要求。如調峰、為邊遠用戶或商業(yè)區(qū)和居民區(qū)供電，節(jié)省輸變電投資、提高供電可靠性等等。

分布式能源系統(tǒng)并不是簡單地采用傳統(tǒng)的發(fā)電技術，而是建立在自動控制系統(tǒng)、先進的材料技術、靈活的制造工藝等新技術的基礎上，具有低污染排放，靈活方便，高可靠性和高效率的新型能源生產系統(tǒng)。

組成分布式能源系統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)具有如下特點：

①高效地利用發(fā)電產生的廢能生成熱和電;

②現(xiàn)場端的可再生能源系統(tǒng);

③包括利用現(xiàn)場廢氣、廢熱及多余壓差來發(fā)電的能源循環(huán)利用系統(tǒng)。

現(xiàn)階段我國的能源方式仍以集中供能系統(tǒng)為主，分布式能源的發(fā)展并不能取代傳統(tǒng)的能源供應方式，將是集中供能系統(tǒng)的有益補充。因此，在我國可再生能源發(fā)電模式將是集中發(fā)電遠距離輸電與分布式發(fā)電相結合的方式。截至2012年底，我國已并網(wǎng)投產的分布式電源1.56萬個，裝機容量3436萬kW，其中分布式水電2376萬kW，世界第一;余熱、余壓、余氣資源綜合利用和生物質發(fā)電近年來增長迅速，裝機871萬kW，分布式光伏是未來發(fā)展的重點，前景非?？捎^。

2.分布式發(fā)電接入對電網(wǎng)的影響

為了鼓勵和規(guī)范分布式電源的發(fā)展，國網(wǎng)公司企業(yè)標準《Q/GDW480-2010分布式電源接入電網(wǎng)技術規(guī)定》于2010年8月2日發(fā)布并實施。該標準適用于國家電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)域內以同步電機、感應電機、變流器等形式接入35kV及以下電壓等級電網(wǎng)的分布式電源接入電網(wǎng)應滿足的技術要求。標準中明確了分布式電源接入系統(tǒng)的原則，規(guī)定了公共連接點處分布式電源并網(wǎng)容量限制;短路電流限制;并網(wǎng)推薦電壓等級等。且對功率控制和電壓調節(jié)也進行了規(guī)定。

為了規(guī)范分布式電源的準入條件，減小大規(guī)模分布式電源接入后對電網(wǎng)造成的沖擊，國家電網(wǎng)公司規(guī)定了分布式電源接入電網(wǎng)應遵循的基本原則：

(1)并網(wǎng)點的確定原則為電源并入電網(wǎng)后能有效輸送電力并且能確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

(2)當公共連接點處并入一個以上的電源時，應總體考慮它們的影響。分布式電源總容量原則上不宜超過上一級變壓器供電區(qū)域內最大負荷的25%。

(3)分布式電源并網(wǎng)點的短路電流與分布式電源額定電流之比不宜低于10。

(4)分布式電源接入電壓等級宜按照：200kW及以下分布式電源接入380V電壓等級電網(wǎng);200kW以上分布式電源接入10kV(6kV)及以上電壓等級電網(wǎng)。經(jīng)過技術經(jīng)濟比較，分布式電源采用低一電壓等級接入優(yōu)于高一電壓等級接入時，可采用低一電壓等級接入。

分布式電源通常接入配電網(wǎng)(主要是不接地、經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，為單電源輻射型供電網(wǎng)絡)，由于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的設計并未考慮分布式電源的接入。在并入分布式電源后，網(wǎng)絡的結構發(fā)生了根本變化，將從原來的單電源輻射狀網(wǎng)絡變?yōu)殡p電源甚至多電源網(wǎng)絡。潮流不再單向地從變電站母線流向負荷。DG并網(wǎng)運行對配電網(wǎng)的影響主要有以下幾個方面：電網(wǎng)電壓及頻率;電能質量;繼電保護裝置;配電網(wǎng)管理系統(tǒng)。

3.分布式發(fā)電對配電網(wǎng)保護的影響。

(1)對低壓電網(wǎng)原有繼電保護的影響。分布式電源接入電網(wǎng)將提供一定大小的短路電流，對低壓電網(wǎng)原有繼電保護整定有一定影響，分布式電源的接入應充分考慮公共連接點的短路容量?？紤]分布式電源提供的短路電流后，原有繼電保護原則上無需更換，一般情況下只需修改相應定值即可。如分布式電源提供的短路電流較大，可在原有繼電保護裝置上加裝方向元件即可解決誤動的問題。若由于分布式電源接入使得公共連接點允許的短路電流超過規(guī)定限值時，分布式電源需考慮增加限流阻抗。

分布式發(fā)電接入電網(wǎng)后對繼電保護產生的影響有如下幾個方面：改變原有繼電保護的保護范圍;原有繼電保護流過逆向短路電流時，由于無相應的方向元件，可能誤動;使得重合閘不成功;影響繼電器之間的配合關系;增加的短路電流可能超過斷路器的開斷容量，造成設備損壞

(2)對上一級電網(wǎng)繼電保護的影響。為防止逆流對上一級電網(wǎng)產生較大的影響，導致上一級電網(wǎng)需要在繼電保護設置等方面做出大范圍的調整，分布式電源所產生的電力電量盡量在本級配電區(qū)域內平衡，為次國網(wǎng)公司特別規(guī)定了分布式電源總容量原則上不宜超過上一級變壓器供電區(qū)域內最大負荷的25%，避免了分布式電源向上一級電網(wǎng)倒送電力。該限值的取值主要根據(jù)區(qū)域內負荷峰谷差估算分布式電源所產生的電力能在本供電區(qū)域內全部平衡掉，從而保證了分布式電源的輸出不會對上一級電網(wǎng)運行造成大的影響。