分布式電源與智能電網(wǎng)的關(guān)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(mén)、電力用戶(hù)或第3方所有，用以滿(mǎn)足電力系統和用戶(hù)特定的要求。如調峰、為邊遠用戶(hù)或商業(yè)區和居民區供電，節省輸變電投資、提高供電可靠性等等。

分布式能源系統并不是簡(jiǎn)單地采用傳統的發(fā)電技術(shù)，而是建立在自動(dòng)控制系統、先進(jìn)的材料技術(shù)、靈活的制造工藝等新技術(shù)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(chǎn)系統。

組成分布式能源系統的發(fā)電系統具有如下特點(diǎn)：

①高效地利用發(fā)電產(chǎn)生的廢能生成熱和電;

②現場(chǎng)端的可再生能源系統;

③包括利用現場(chǎng)廢氣、廢熱及多余壓差來(lái)發(fā)電的能源循環(huán)利用系統。

現階段我國的能源方式仍以集中供能系統為主，分布式能源的發(fā)展并不能取代傳統的能源供應方式，將是集中供能系統的有益補充。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(chǎn)的分布式電源1.56萬(wàn)個(gè)，裝機容量3436萬(wàn)kW，其中分布式水電2376萬(wàn)kW，世界第一;余熱、余壓、余氣資源綜合利用和生物質(zhì)發(fā)電近年來(lái)增長(cháng)迅速，裝機871萬(wàn)kW，分布式光伏是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)，前景非?？捎^(guān)。

2.分布式發(fā)電接入對電網(wǎng)的影響

為了鼓勵和規范分布式電源的發(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(shù)規定》于2010年8月2日發(fā)布并實(shí)施。該標準適用于國家電網(wǎng)公司經(jīng)營(yíng)區域內以同步電機、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(mǎn)足的技術(shù)要求。標準中明確了分布式電源接入系統的原則，規定了公共連接點(diǎn)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也進(jìn)行了規定。

為了規范分布式電源的準入條件，減小大規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(diǎn)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)的安全穩定運行。

(2)當公共連接點(diǎn)處并入一個(gè)以上的電源時(shí)，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(guò)上一級變壓器供電區域內最大負荷的25%。

(3)分布式電源并網(wǎng)點(diǎn)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(guò)技術(shù)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(shí)，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(xiàn)圈接地系統，為單電源輻射型供電網(wǎng)絡(luò ))，由于傳統配電網(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(luò )的結構發(fā)生了根本變化，將從原來(lái)的單電源輻射狀網(wǎng)絡(luò )變?yōu)殡p電源甚至多電源網(wǎng)絡(luò )。潮流不再單向地從變電站母線(xiàn)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(gè)方面：電網(wǎng)電壓及頻率;電能質(zhì)量;繼電保護裝置;配電網(wǎng)管理系統。

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(diǎn)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(wú)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(dòng)的問(wèn)題。若由于分布式電源接入使得公共連接點(diǎn)允許的短路電流超過(guò)規定限值時(shí)，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(chǎn)生的影響有如下幾個(gè)方面：改變原有繼電保護的保護范圍;原有繼電保護流過(guò)逆向短路電流時(shí)，由于無(wú)相應的方向元件，可能誤動(dòng);使得重合閘不成功;影響繼電器之間的配合關(guān)系;增加的短路電流可能超過(guò)斷路器的開(kāi)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(chǎn)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(chǎn)生的電力電量盡量在本級配電區域內平衡，為次國網(wǎng)公司特別規定了分布式電源總容量原則上不宜超過(guò)上一級變壓器供電區域內最大負荷的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區域內負荷峰谷差估算分布式電源所產(chǎn)生的電力能在本供電區域內全部平衡掉，從而保證了分布式電源的輸出不會(huì )對上一級電網(wǎng)運行造成大的影響。