摘要：随着传统能源消耗剧增和环境污染日益严重，世界各国开始积极开发利用风能、太阳能等可再生能源。分布式发电是可再生能源开发利用的有效途径，它能够最大限度地利用可再生能源。分布式发电接入配电网后，一方面提高了电能的不间断质量系数，另一方面配电网系统从原先的放射状态转换为多电源结构状态，这将对系统潮流分布、电压水平、短路容量等电气特性造成显著影响。同时，大量电力电子转换器的投入使用，增加了电网中的非线性负载，电网电流、电压波形可能发生畸变，引起电网谐波污染。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对分布式新能源发电对配电网电压影响研究提出了一些建议，仅供参考。
关键词：分布式新能源发电；配电网电压影响；研究
引言
目前，分布式能源已涵盖了天然气、生物质能、太阳能、风能、海洋能以及其他形式的新能源，成熟欧美市场新能源开发以分布式为主要形态，已经取得了很多成功案例，分布式新能源也在我国的能源系统中承担起更重要的角色，未来应用前景广阔。目前，我国分布式新能源在开发、并网、交易等环节还存在诸多体制机制障碍，未来国家应从政策层面进一步给予支持，理顺价格机制，提高接入效率，加快市场交易步伐，促进分布式新能源更快成长。
1、分布式发电的定义
1.1分布式发电定义
分布式发电（DU）通常用于发电功率从几千瓦到数百兆瓦的小型分散式、模块化、可靠性较高以及配置在用户周围的具有较高运转效率的发电单元。分布式发电主要是依靠可再生能源以及清洁能源，来实现发电的一项非常重要的技术。其最主要的优势在于其能够对各种相对较为分散的能源进行聚集，包括本地取用相对较为方便的可再生能源和化石类燃料，故能够较好地实现对能源利用率的有效提升。与此同时，还能够脱离主干电网实现独立运行。
1.2分布式发电的特点
分布式电源主要是与低压配电系统或者中压配电系统接入，有着非常显著的随机变动以及分散等特性，通过接入大量的分布式电源，能够促使配电系统的安全稳定运行受到较大的影响。分布式电源绝大部分都能够借助并网设备来实现与电网的有效连接。分布式发电因本身的电能质量相对较高、污染相对较小、安装地点较为灵活以及能源利用率相对较高等优势，通过与主网相互作为备用供电，能够更好地促使供电稳定性、可靠性的提升。但分布式发电同样具有诸多的缺陷：其安装运行成本相对较高，并且很难实现对主网的有效控制，极易给主网带来冲击。
2、分布式能源接入对电网的影响
2.1对网架电压的影响
分布式发电一旦接入常规网架，其首先会对系统电压产生冲击影响，无论冲击的大小，网架所接受到电压波动必将传递，随着接入分布式发电源的数量增加，电压所受到的影响会更为加剧。传统网架的稳压模式和措施往往针对于短时间的操作过电压或者自然界的雷电过电压，对于从配网端逐一接入的分布式发电源对策较少，相对并不完善，容易为其他用户带来影响，进而导致整个网架的电压波动。具体来说，分布式发电接入对网架电压的影响主要有：①接入分布式发电会对接入回路产生直接影响，即对线路的电压分布产生直接影响，接入数量越多，容量即越大，产生的影响越难以消除；②在网架节点上接入分布式发电，对整个节点关联的用户均会产生影响，且节点分布范围影响难以估算；③一般情况下，法拉第效应会导致受端电压的抬升，这就为分布式发电接入点的选择提出了技术要求。
2.2对继电保护的影响
大多数配电系统结构呈放射状，采用这种结构的主要目的是为了运行的简单性和过电流保护的经济性，当配电网中接入了分布式电源之后，放射状网络将变成遍布电源和用户互联的网络，潮流也不再单向地从变电站母线流向各负荷，因此，分布式发电将对配电网原有的继电保护产生较大的影响：①分布式发电运行时可能会引起继电保护的失效。分布式发电产生的故障电流可能会减小流过馈线继电器的电流，从而使继电保护失效。②分布式发电接入配电网后可能会使继电保护误动作。相邻馈线的故障有可能会使原本没有故障的馈线跳闸。③改变了配电网的故障水平。故障水平提高还是降低取决于运行的分布式电源数量和种类，故障水平的提高要求开关设备的升级，故障水平的降低可能会给过电流保护带来问题。
3、分布式能源接入的优化策略
3.1整体综合规划
可以将分布式能源接入中的可再生能源的规划全部统一纳入可再生能源规划，保障能源的可持续发展。使用分级规划保证能源接入细节事项能得到管理，省级规划要以国家规划的主要目标为指导，根据地区特点因地制宜做好规划。燃气类型的分布式能源需要政府在前期提供大量的政策支持和资金扶持，并需要协助电力企业加强能源宣传，提高用户的认知度，帮助企业扩大燃气市场。规划原则要坚持节能减排、保证科学性和合法性，要加大相关立法工作，进行科学的管理和规范。此外，整体规划必须符合社会主义发展的现实要求。
3.2科学技术方面要求电力行业不断培养高素质的技术人才
将技术问题带来的损失降到最低。例如，发展微电网技术，保证独立的供电循环这一类型的分布式能源接入的安全性和平稳性，从而进一步增加电网的可靠性。此外，燃气类型的分布式能源由于其设备国产化、并网问题严重，前期用能设备建设成本太高，需要科研人员加强研究和开发，吸收国内外先进的科学技术经验，提高设备水平，降低用能设备建设的成本，并合理规划相关并网问题，使燃气类型的分布式能源可以得到更好发展。同时，需加大主动配电网技术、输电技术、继电保护技术以及储能技术等的科研力度，降低电网受到的影响。
3.3分布式能源降低使用成本
美国班德拉州立公园坐落于圣安东尼奥市郊的班德拉市，每年夏天，这里的麦地那河都是游客避暑的热门选择。每到7月4日美国国庆周末长假，这一地区都会迎来大批游客。平时，这里供电的变压器负荷系数通常维持在70%左右，但在国庆假期期间，该平均负荷系数会激增一倍，达到140%，这使得BEC公司担心烧毁变压器。如果更换更大的变压器，电力公司需要花费数十万美元的成本。更换更大的变压器意味着为了峰值负荷建设冗余设施，也就是说，花费的高昂成本仅仅是为了一年中几个小时的用电负荷。电力公司最终并没有采取这种解决方案，而是选择通过购电协议的形式安装了一座1.9兆瓦装机太阳能发电厂。BEC将其中100千瓦时的太阳能电力出售给了想要支持太阳能发展、但又无法在自家屋顶安装太阳能发电设备的用户。
结束语
综上所述，可以得到以下结论：①分布式发电并网对配电网的电压在一定程度上起到了很大的改善作用，提高了电能质量，各个节点的电压水平整体升高；②单个分布式发电接入时，建议接在干线的中间偏末端的位置，多个分布式发电接入时，建议接在干线上；③无论是单个分布式发电还是多个分布式发电接入配电网，其渗透率都应该根据不同要求下作出合理的选择；④相较于多个分布式发电接入，在渗透率要求相同的情况下，接入单个分布式发电进入配电网造成的节点电压波动更大，电压支撑效果更好，整体电压水平更高。
参考文献
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