新能源接入对智能配电网的影响

1、概念

1.1新能源

新能源也称为非常规能源，是区别于传统能源之外的各种能源形式包括太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新能源相较传统能源的资源有限和环境污染特点，具有资源丰富，普遍具备可再生特性，可供人类永续利用，环保等巨大优势。随着社会经济发展能源需求不断增大，新能源开发利用的脚步在不断加快，新能源取代传统能源人类生活发展物质基础地位是社会发展必然结果。

1.2智能配电网

智能电网是电力工业发展的必然要求，智能配电网是智能电网中配电网部分的内容，是实现智能电网的安全可靠、优质高效、灵活互动的有效途径。智能配电网相较于过去的传统的配电系统具有自愈、安全、信息化、提高电能质量、攴持与用户互动等明显优势。全面推广和推进智能配电网应用发展是电力工业发展的大势所趋。

2、做好电能计量采集运维工作的几点建议

目前，我国新能源的开发进入了快速发展阶段，特别是风能和光伏发电发展迅猛。在偏远的负荷突然增长地区，就地安装分散式风电、光伏可以避免大量的输配电设备扩容费用;对于用电压力大的负荷中心区域，可以缓解用电压力，延缓电网的扩建或者改建，节约输配电线路的投资。充分利用风能、太阳能等可再生能源，降低了对一次能源的依赖性，同时还可减少有害物的排放量，减轻对环保的压力。但由于新能源发电具有的间歇性、不可控制性、调度性差及波动性等特性，使得目前大规模新能源发电并网运行难度大、成本高，给我国目前电力系统造成较人影响。

2.1对电网安全运行影响

新能源发电系统一般在配电网未端接入，改变了配电网传统的单电源分布式结构，使潮流流向和分布都发生了改变。随着风电、光伏发电等新能源注入功率的增大，可能会引起并网点附近的局部电网电压越限，严重时可能会导致电压崩溃。分散式风力发电、光伏发电容量较小，一般都作为负荷不参与电力系统的控制，当系统发生故障时切除风电、光伏机组保证电厂和电网的安全。但是随着新能源发电渗透功率的不断增大，风电、光伏发电输出的不稳定性对电网的功率冲击效应也不断增大，对系统稳定性的影响就更加显著，严重时将会使系统失去动态稳定性，导致整个系统的瓦解。

2.2对电网电压分布的影响

电压维持在规定电压范围内才能保证电能质量。配电系统的调压规则是以潮流从变电站流向用户为基础的，但在新能源电源接入电网之后配电系统从放射状结构变为多电源结构，潮流的大小和方向有可能发生巨大改变，从而使电力系统中某些部分的电压也发生变化。同时分散式风电、光伏接入将对系统电压及损耗带来变化。接入点及接入容量大小将会决定分散式风电、光伏的运行策略，并影响系统的可靠性指标。因此首先需要进行地区电网潮流计算，分析其对系统电压以及损耗的影响，确定其接入点以及接入容量的大小。地区电网可以通过调整变压器分接头、投切集中补偿装置等方式改变系统的电压分布，提高系统终端变电所的母线电压，使得用户电压满足标准。分散式风电的接入将会引起系统潮流分布的变化，由于风电、光伏发电自身随机性、波动性等特点将会造成系统的电压波动较大，给电压调整带来新的影响。

2.3谐波注入影响

风力发电及光伏发电在并网过程中，会产生谐波与直流分量。其根本原因是发电机本身配置的电力电子装置和无功补偿装置。在谐波电流注电网后，因其变动性较大会引发电压畸变不稳，影响电能质量，造成电力系统继电保护装置判断错误，电力系统正常安全运行存在风险。所以在智能配电网系统中，必须配置滤波装置来抵挡并入电网时的谐波含量。

2.4对网损影响

新能源接入配电网后，电能输送系统将由单电源辐射式网络变为多电弱环及用户互联网络。电网分布形式将发生根本性变化，使负荷大小与方向无法被预测。电网的损耗不但与负载、电压等因素有关，还与系统连接电源的容量大小及具体位置密切相关。

2.5对配电网络系统实时监控影响

目前配电网系统是一个无源的放射性电树。现有的配电网调度监控、采集及操作工作比较简单。新能源接入后会产生间性波动如不加以控制，必然会影响到配电网的电压调节，或引起功率失衡进而导致整个系统不能正常运行。为解决这一问题，可采用高新科技电子装置和电力设备，借助智能化自动监测控制系统对电压进行实时监控和合理调节，新能源交换中心则能够平衡功率，减少对电网的损害。传统的保护装置显然不能满足新的要求，应在原来基础上加以改善，采用新型设备。因为主动配电网具有主动保护功能，且监测范围更广，所以相应的保护装置应使其功能得到充分体现，包括在同步监测、不平衡监测、恢复供电监测等方面都要加以完善。

2.6对电网规划的影响

由于风电、光伏发电等新能源接入方式的灵活性，一股要求按就近接入原则，接入地区配电网端，达到就地消纳的效果。但是基于风电光伏发电自身特性，如在短期内，风能就在不断变化，风电发电出力可以等效为地区电网的负负荷。随着风电随机性和波动性的增强，地区负荷预测的准确性也随之降低。当分散式风电出电较大时，由于对于负预测影响较大，造成地区电游的发电计划安排不利。新能源的接入会使地区电网的负荷预测、规划和运行与过去相比有更大的不确定性。大量的配电网用户端安装分散式风电、光伏发电为其提供电能，使得配电网规划人员更加难于准确预测负荷的增长情况，从而影响规划。电网规划问题的动态属性同其维数密切相联，若在出现许多发电机节点，使得在所有可能的网络结构中寻找到最优的网络布置方案就更加困难。

3、电动车充电设备及其对智能配电网的影响

3.1电动车充电设备简介

电动汽车在环保、清洁、节能等方面有明显优势成为了当代汽车的主要发展方向，是最有潜力的交通工具。电动车能源供给装置对于电动车产业而言是不可缺少的重要设备，主要包括直流充电机和交流充电桩两种形式。直流充电机功率较大充电时间短体积较大用于大规模的充电站内。交流允电桩一般功率较少充电时间较长，体积小，占地少。电动车充电模式主要有三种常规充电、快速充电和更换电池组常规充电般需要8h~12h甚至更长，通常在晚间进行。快速充电采用大电流，可在车辆运行间隙进行，但会对电网产生有害影响。更换电池组模式需要实现对电池和车辆专业化快速分离，只适用于充电站。

3.2电动车充电设备对智能配电网的影响

(1)对电能质量的影响

电动车直流充电机采用电力电子技术、整流装置等非线性设备在实际使用过程中不可避免的产生谐波和无功电流，从而影响电能质量。需要对允电设备的谐波影响作详细的研究与分析。

(2)对配电网的其他影响

电动车采用白天行驶、夜间充电的运行方式有利于电网的峰谷平衡，改善电网负荷特点，减少为维持电网低负荷运转而引起的测峰费用。不过也要看到当现存的电力系统容量已经充分利用，且电动汽车在电力系统非低谷用电期充电时额外的电流需求就不可避免地使系统过载使其他用电设施受到影响。如果采用增加系统容量的方式就需要增加基础投入增加了电网的剩余容量，资源利用率相应下降。

结语

新能源作为一种可再生绿色能源貝有改善能源结构、经济环保等方面的优势，但是新能源发电也会给配电网带来一些影响，如对接入配电网的电能质量、电网稳定性、继电保护等方面的影响。所以在利用新能源的同时，要采取相应措施，改善其并网性能，尽可能降低其对电力系统运行的负面影响。

(莫志伟  江门电力设计院有限公司  广东江门  529000）

参考文献：

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作者简介：

莫志伟(1982.12);性别：男;籍贯：广东;民族：汉;学历:大学本科;职称：电气工程师;研究方向：电力系统规划研究;单位名称：江门电力设计院有限公。