分布式電源接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定起草人

劉純、何國慶等。 2100433B

中國電力科學(xué)研究院。

通過對直流配電網(wǎng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及技術(shù)特點(diǎn)的了解，可知直流配電網(wǎng)比交流配電網(wǎng)有更好的性能，不僅可提高供電可靠性，減小線路損耗，且不涉及相位、頻率控制和無功功率等問題，同時(shí)也為分布式電源的接入提供了良好的條件。分布式電源的普及為直流配電網(wǎng)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，其根本原因在于分布式電源并入直流配電網(wǎng)可以節(jié)省大量的換流器件。DG一般與當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)絡(luò)并網(wǎng)運(yùn)行，如35kV,IOkV和380/220V，對直流配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電壓等級等有著多方面影響，因此對分布式電源的特性及其并入直流配電網(wǎng)的方式進(jìn)行了闡述分析。

較為常見的分布式電源主要有光伏電池、燃料電池、風(fēng)力機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)等，這些分布式電源都采用非常環(huán)保清潔的發(fā)電方式，具有很大的發(fā)展前景 。

而且這些電源產(chǎn)生的電能均為直流電或經(jīng)過簡單整流后變?yōu)橹绷麟?。因此，分布式電源并入直流配電網(wǎng)將節(jié)省大量的換流環(huán)節(jié)。圖3是一個(gè)較為典型兼容分布式電源的直流配電系統(tǒng)。其中包括直流發(fā)電的分布式電源：光伏發(fā)電、燃料電池和交流發(fā)電的分布式電源：風(fēng)力發(fā)電和微型燃?xì)廨啓C(jī)。這些分布式電源通過各自相應(yīng)的變換器與系統(tǒng)的直流母線相連。直流母線通過雙向DC/AC變換器與交流主網(wǎng)進(jìn)行能量交換，通過雙向DC/DC變換器與儲(chǔ)能單元進(jìn)行能量交換，通過DC/AC逆變器給交流負(fù)載供電，通過DC/DC變換器給直流負(fù)載供電。

分布式電源接納能力及提升方法分布式電源對系統(tǒng)影響

分布式電源接入配電網(wǎng)使系統(tǒng)從放射狀無源網(wǎng)絡(luò)變?yōu)楸椴钾?fù)荷和中小型電源的有源網(wǎng)絡(luò)，這將對系統(tǒng)的潮流分布、繼電保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)損耗、電能質(zhì)量、電網(wǎng)可靠性以及電網(wǎng)調(diào)度均產(chǎn)生重要影響。

分布式電源使配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和潮流發(fā)生變化，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，傳統(tǒng)的三段式電流保護(hù)加裝自動(dòng)重合閘裝置的保護(hù)系統(tǒng)面臨如下問題：y分布式電源提供的短路電流與原系統(tǒng)提供的短路電流疊加，將增大故障電流，故障線路原保護(hù)整定值的保護(hù)范圍增大，可能造成相鄰線路段電流保護(hù)的失配和誤動(dòng)；2)非故障線路流過分布式電源提供的反向短路電流，如果非故障線路電流保護(hù)無方向閉鎖裝置，短路電流超過速斷保護(hù)整定值就會(huì)觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作，切除非故障線路擴(kuò)大停電范圍；3)分布式電源的存在可能產(chǎn)生非同期重合閘和故障點(diǎn)電弧重燃的問題，造成瞬時(shí)故障重合閘失敗進(jìn)而轉(zhuǎn)化為永久故障。

此外，分布式電源對系統(tǒng)影響較為突出的是電能質(zhì)量問題：1)分布式電源會(huì)改變配電網(wǎng)的潮流分布，其無功電壓特性各不相同，從而使相關(guān)節(jié)點(diǎn)的電壓偏差與原配電系統(tǒng)有很大差異；2)風(fēng)電及光伏電站出力的間歇性和波動(dòng)性，以及切換操作運(yùn)行方式會(huì)引起的電壓波動(dòng)和閃變；3)分布式電源采用各種換流設(shè)備，如整流器、逆變器等開關(guān)設(shè)備，其工作過程中會(huì)產(chǎn)生一定的諧波電流，屬于系統(tǒng)中電子開關(guān)類諧波源 。

分布式電源接納能力及提升方法分布式電源準(zhǔn)入容量限制因素

分布式電源接入系統(tǒng)后需要有效出力，保證發(fā)電負(fù)荷的功率平衡以及電網(wǎng)安全穩(wěn)定，準(zhǔn)入容量的約束條件從技術(shù)方面可分為靜態(tài)安全限制和暫態(tài)安全限制兩類。

靜態(tài)安全限制條件主要考慮分布式電源接入后，系統(tǒng)負(fù)荷電源充足、相關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓不越限、輸變電設(shè)備不過載、電能質(zhì)量問題不超標(biāo)等方面;動(dòng)態(tài)安全限制條件主要考慮接入分布式電源的配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，短路電流不超過開關(guān)設(shè)備的開斷容量，繼電保護(hù)能夠正確動(dòng)作切除故障，系統(tǒng)功角、電壓和頻率都能夠迅速恢復(fù)正常水平 。

分布式電源接納能力及提升方法分布式電源接入條件

國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對分布式電源的接入系統(tǒng)也有相關(guān)技術(shù)要求，其中《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》Q/GDW 480 -2010規(guī)定了如下接入原則：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(wěn)定運(yùn)行；2)當(dāng)公共連接點(diǎn)處并入一個(gè)以上的電源時(shí)，應(yīng)總體考慮它們的影響。分布式電源總?cè)萘吭瓌t上不宜超過上一級變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負(fù)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:200 kW及以下分布式電源接入380 V電壓等級電網(wǎng);200 kW以上分布式電源接入10 kV (6 kV)及以上電壓等級電網(wǎng)。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)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。

配電網(wǎng)接納分布式電源的最大容量需要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí)，滿足上述各類約束條件，才能保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

分布式電源接入配電網(wǎng)。