邢魁中

（鄭州煤炭工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司供電處）

0 引言

分布式電源作為煤礦電力電源的新技術(shù)，它的發(fā)展與應(yīng)用勢必會對煤礦電力配電網(wǎng)系統(tǒng)造成一定影響，為了保證分布式電源的發(fā)展以及電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，確保煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行，就有必要分析分布式電源對煤礦電力配電網(wǎng)系統(tǒng)的影響。

1 分布式電源對煤礦電力配電網(wǎng)系統(tǒng)的影響分析

分布式電源的應(yīng)用使得供電服務(wù)具有更高的可靠性，也提升了電能質(zhì)量，同時以其節(jié)能環(huán)保的特點成為當(dāng)前煤礦生產(chǎn)的重要能源首選。所以近年來，分布式電源得到了愈加廣泛的應(yīng)用，但是在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，配電網(wǎng)系統(tǒng)中引入分布式電源，將會極大影響配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其正常運行。

（1）影響電壓

在分布式電源的應(yīng)用中，它會對配電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓波動和穩(wěn)態(tài)電壓分布產(chǎn)生影響。因為在傳統(tǒng)配電網(wǎng)中，通常都會呈現(xiàn)出輻射狀，當(dāng)處于穩(wěn)態(tài)運行的時候，電壓往往會隨著饋線的潮流方向逐步下降。但是在配電網(wǎng)系統(tǒng)中接入分布式電源后，其位置和總?cè)萘繉ρ仞伨€各負(fù)荷節(jié)點處的電壓產(chǎn)生影響，也就是說，分布式電源所處位置不同以及總?cè)萘坎煌潆妷罕惶Ц叩臄?shù)值也會有所差異。而且在傳統(tǒng)配電網(wǎng)系統(tǒng)中，系統(tǒng)電壓波動的產(chǎn)生是由有無功負(fù)荷隨時間變化而實現(xiàn)的，當(dāng)在系統(tǒng)末端附近集中了負(fù)荷，就會增大電壓波動，但一般要盡可能地防止系統(tǒng)產(chǎn)生這類情況。在配電網(wǎng)系統(tǒng)中接入分布式電源，則會使得系統(tǒng)電壓波動增強(qiáng)或降低，難以有效控制，因此分布式電源不能很好地與當(dāng)?shù)刎?fù)荷進(jìn)行協(xié)調(diào)運行，進(jìn)而可能會讓系統(tǒng)電壓波動增大。

（2）影響電能質(zhì)量

在配電網(wǎng)系統(tǒng)中接入分布式電源，這既能對電能質(zhì)量產(chǎn)生正面影響，同時也能產(chǎn)生負(fù)面影響。首先，分布式電源可以使得電源提供速率更加及時迅速，其分散、就地的供電方式，也能使得供電質(zhì)量和可靠性得到有效增強(qiáng)，例如在電網(wǎng)關(guān)聯(lián)負(fù)載較大的情況下，分布式電源可以在相應(yīng)有效控制措施下及時投入運行，進(jìn)而及時保證電網(wǎng)系統(tǒng)的運行穩(wěn)定，降低故障產(chǎn)生機(jī)率。但是分布式電源的不規(guī)則啟停會致使其輸出功率波動，或者是不能與配電網(wǎng)負(fù)荷協(xié)調(diào)運行，這都有可能導(dǎo)致電壓閃變現(xiàn)象的產(chǎn)生。同時在分布式電網(wǎng)接入到系統(tǒng)中還會使用大量的煤礦電力電子裝置，這些裝置在運行中將會改變電網(wǎng)電流、電壓波形，使其發(fā)生畸變，進(jìn)而引發(fā)電網(wǎng)諧波污染，影響系統(tǒng)的正常運行。

（3）影響系統(tǒng)保護(hù)

傳統(tǒng)配電網(wǎng)的輻射狀潮流是由電源至用戶的單向流動，同時在配電網(wǎng)中時常出現(xiàn)瞬時的故障，因此傳統(tǒng)配電網(wǎng)主要根據(jù)“僅斷開故障支路，對瞬時故障進(jìn)行重合閘”的原則進(jìn)行保護(hù)設(shè)計，也就是說，傳統(tǒng)配電網(wǎng)的系統(tǒng)保護(hù)措施是將反向過流繼電器安裝在變電站中，將自動重合閘設(shè)備安裝在主饋線上，將熔斷器裝設(shè)在支路上。但是在接入分布式電源后，會形成一個多電源系統(tǒng)，這種系統(tǒng)就需要保護(hù)設(shè)備具備方向性，在傳統(tǒng)配電網(wǎng)中則不滿足這一要求。雖然可以由方向性敏感元件替代傳統(tǒng)配電網(wǎng)系統(tǒng)中自動重合熔斷器，卻不能滿足經(jīng)濟(jì)可行性。

（4）影響系統(tǒng)損耗

將分布式電源接入到配電網(wǎng)的負(fù)荷附近，會使得整個配電網(wǎng)系統(tǒng)的功率流向出現(xiàn)改變。根據(jù)分布式電源出力和節(jié)點負(fù)荷關(guān)系可以出現(xiàn)三種情況：第一，當(dāng)系統(tǒng)每一節(jié)點負(fù)荷量都不小于對應(yīng)節(jié)點分布式電源輸出量，那么分布式電源對配電網(wǎng)的損耗起著降低作用；其二，當(dāng)系統(tǒng)至少有一節(jié)點的分布式電源輸出量比該節(jié)點負(fù)荷量大，同時系統(tǒng)總負(fù)荷量大于整個分布式電源輸出量，分布式電源可能會增加配電網(wǎng)中某些線路的損耗，但就整體而言，它還是會降低整個配電網(wǎng)的損耗。其三，當(dāng)系統(tǒng)至少有一節(jié)點的分布式電源輸出量比該節(jié)點負(fù)荷量大，同時系統(tǒng)總負(fù)荷量小于整個分布式電源輸出量，如果系統(tǒng)總負(fù)荷量大于分布式電源總輸出量的1/2，那么其影響系統(tǒng)的損耗情況與上述第二種情況相似，反之，分布式電源將會大幅增大配電網(wǎng)系統(tǒng)的損耗。

（5）影響系統(tǒng)規(guī)劃

在配電網(wǎng)中接入大量分布式電源后，由其引發(fā)的一系列配電網(wǎng)綜合性問題勢必也會對系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生影響。想要讓電網(wǎng)保持安全穩(wěn)定運行，那么就需要加強(qiáng)分布式電源的調(diào)度，進(jìn)而增設(shè)必要的煤礦電力電子設(shè)備，使得分布式電源單元合理地集成到原有配電網(wǎng)系統(tǒng)中。與普通沒有接入分布式電源的配電網(wǎng)系統(tǒng)相比，接入分布式電源的煤礦電力系統(tǒng)自身規(guī)劃和運行的不確定性會更強(qiáng)，為了降低這種不確定性，就需要做好分布式電源的位置、容量的研究分析工作，同時做好準(zhǔn)確的評估工作，以確保配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行和經(jīng)濟(jì)可行性。

2 分布式電源與智能配電網(wǎng)

分布式電源可以充分利用分散存在的能源，并提高能源的利用效率。分布式發(fā)電通常是指發(fā)電功率在幾千瓦至數(shù)百兆瓦的小型模塊化、分散式、布置在用戶附近的高效、可靠的發(fā)電單元。分布式電源通常接入中壓或低壓配電系統(tǒng)，使得配電網(wǎng)更加穩(wěn)定、高效。配網(wǎng)自動化建設(shè)將由配網(wǎng)主戰(zhàn)系統(tǒng)、配電網(wǎng)終端設(shè)備組成。配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)終端設(shè)備主要包括配變終端設(shè)備（TTU）、饋線終端設(shè)備（FTU）和開閉所終端設(shè)備（DTU），分別對戶外型柱上開關(guān)、配電變壓器、封閉型開關(guān)柜進(jìn)行自動控制。主站的主要功能是對配網(wǎng)設(shè)備管理和監(jiān)控工作管理。配網(wǎng)自動化建設(shè)將由配網(wǎng)主戰(zhàn)系統(tǒng)、配電網(wǎng)終端設(shè)備組成。所謂智能配電網(wǎng)，即建設(shè)自動化的配電網(wǎng)主站、終端，使得配電網(wǎng)更加穩(wěn)定、高效。下圖為智能配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)。

分布式發(fā)電將徹底改變配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并會對配電系統(tǒng)產(chǎn)生廣泛而深遠(yuǎn)的影響。智能網(wǎng)的配電不僅僅是一個分配系統(tǒng)，智能配電還將是一個電力互換系統(tǒng)。而未來配電系統(tǒng)有望演變成一種功率交換媒體，即它能收集電力并把它們傳送到任何地方，同時分配它們。發(fā)展智能電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)就是配電網(wǎng)自動化項目的建設(shè)和改造，以及智能輸變電的建設(shè)逐步完成，煤礦電網(wǎng)自動化升級、電網(wǎng)的改造升級將全面鋪開。分布式發(fā)電的優(yōu)勢在于其可以充分開發(fā)利用各種可用的分散存在的能源，包括本地可方便獲取的化石類燃料和可再生能源，并提高能源的利用效率。

圖 智能配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)

3 結(jié)束語

總而言之，分布式電源是當(dāng)前一種新型綜合利用能源的發(fā)電方式，它能夠在提升經(jīng)濟(jì)效益的同時降低土地占用面積，具有良好的資源節(jié)約和環(huán)保性能，同時作為遠(yuǎn)程或獨立發(fā)電和備用發(fā)電，使其成為煤礦電力電源發(fā)展的新趨勢，為了使其得到更好的發(fā)展和更多的推廣，就需要加強(qiáng)分析其對電力配電網(wǎng)系統(tǒng)的影響，進(jìn)而為之后的發(fā)展和應(yīng)用提供借鑒和建議。

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