1、1.2.1 DG并网对配电网的影响DG接入传统电网后，既会对电网的潮流分布和运行方式产生积极的影响，也会对其产生消极影响，这主要取决于系统本身和DG的运行情况。其积极作用主要体现在改善系统的运行方式，使系统更加灵活、高效、可靠的运行，主要包括以下几个方面：(1)DG的接入增加了电力系统的备用容量，增强了电网的调峰、平负荷的能力。(2)DG的使用减少了大型发电站建设的必要性，减少了电厂建设和输电设备的投资费用。(3)DG可以实现孤岛运行，即当负荷出现故障时，分布式电网不受故障点的影响，仍然可以向系统的部分负荷供电，大大减少了停电范围，从而提高了负荷供电的连续性和可靠性。(4)DG使电能生产更靠近
2、负荷，不仅降低了电能传输的网络损耗，而且还实现了偏远地区的供电问题。综上可以看出DG提高了电力系统的灵活性、可靠性、经济性和环保性。但分布式电网并网后会对电力系统的规划、设计、运行、控制及保护等各个方面造成影响，现阶段研究的分布式发电对电网的影响主要集中在以下几个方面：(1)对电力系统网损的影响。DG可能减小或增大电网的损耗15-18，这主要取决于DG接入电网的容量、位置、负荷量的大小以及系统的网络拓扑结构等因素。例如，当系统中所有负荷节点的负荷量均大于或高于该节点分布式电网的发电量时网络线路的损耗会减小。文献5在集中式负荷配电网中接入单个的分布式电源，然后对接入和未接入分布式电源的配电网网损
3、进行了分析和仿真，结果表明，分布电源并入电网后会对配电网的网损造成一定的影响，并总结出了分布式电源接入配电网的位置、处理容量和功率因数等对配电网网损的影响情况。同时，使用可再生能源所发出的电能受气候等因素的影响较大，具有明显的随机性和季节性，不仅不能持续的向负荷供电，而且输出的电能会随外界因素的变化而变化。因此，DG的合理规划布局对系统的网损的减少具有重要的意义。(2)线路过电压为保证电力系统的供电质量，对配电网线路终端电压的要求十分严格，线路的设计和选型也要满足这一要求。近年来，电力系统正朝着高效率的方向发展，在保证供电可靠性和质量的前提下，尽可能的要使每条线路的潮流达到或接近最大的输电能力
4、。在传统的配电网中，沿着远离配电变压器的方向，输电线路上的电压是不断下降的。因此在实际的电网运行当中需要通过调节调压变压器的分接头来提高系统的电压，确保输电线路末端用户的电压水平。但是当分布式电源并入配电网后，就会引起输电线路上的电压发生改变，当系统的负荷较小的时候，DG的输出功率可能会流向系统侧，这时线路上从配电变压器到DG接入点的电压是不断上升的。为防止DG的接入造成线路过电压的问题，而DG的接入容量对线路的电压有较大的影响，许多国家和组织对DG的接入容量进行了一定的限制，根据线路的电压等级和DG接入的方式，对允许DG接入的最大单机容量进行了详细的限制，容量较小的DG可以直接接在系统的馈线
5、上，容量较大的DG可以接在配电变压器的低压母线上或者直接接在中高压线路上。下表1.1是欧盟对DG接入容量的要求。表1.1欧盟对DG接入容量的要求接入位置允许接入的DG最大单机容量400V线路50KVA400V母线200250KVA11KV线路23MVA11KV母线8MVA1520KV线路和母线6.510 MVA1520KV线路1040 MVA(3)对电能质量的影响。通常衡量电能质量的指标包括两个方面：电压闪变和谐波22。在不同的情况下，DG可能降低或提高系统的电能质量。DG的接入和切除主要是由用户来控制的，用户会根据其自身的需要启动或停用DG，可能会由于能量缺额或不同步等原因造成大量的谐波污染
6、，使电网的电压出现波动。因此，就应该对DG的切入和切除操作进行精确的控制，比如，同步发电机应该在同步的条件下切入或切除，感应发电机可以通过加设软启动装置或滤波装置切入配电网，以减小切入瞬间的冲击电流。未来的DG可能会采用大量的电力电子装置，这些电力电子型分布式电源会对电网造成大量的谐波污染，因此必须对DG引起的谐波进行一定的限制，表1.2给出了IEEE对DG引起谐波的限制。表1.2 IEEE对DG引起谐波的限制谐波次数 最大含量(与基波的百分比%)小于11次411次于17次之间217次于23次之间1.523次于35次之间0.635次及以上谐波0.3谐波总量5(4)对配电网规划、保护、可靠性的影
7、响近年来，DG在配电网中的比重占的越来越大，大大加剧了配电网的不确定性和复杂性，对配电网的规划提出了新的挑战和要求，在配电网规划过程中不得不考虑由于DG的接入对其造成的影响，例如，使规划区的电力负荷的预测越来越难；由于DG安装点的不确定性，及其输出受天气等自然因素的影响较大，大大加剧了配电规划的不确定性23-24。另外，DG的接入会使配电网发生根本性的变化，本来的辐射形网络将变为一遍布电源和用户互联的网络，线路潮流不再是从变电站母线单向的流向用户侧，使配电网的保护机理和策略发生了深刻的变化。同时DG的安装地点、容量和连接方式如果不恰当，就会大大降低系统的可靠性。(5)谐振大多数时候，在电力系统
8、发生故障的时候我们首先采取的措施是要将分布式电源从配电网中切除出来，使配电网从新回到传统的工作方式下运行，从而保证继电保护装置可以正常的运行，这种处理的方法的理论解释是合乎逻辑的，但是在具体的实际操作过程中往往会遇到很多无法预料的问题，比如会出现当分布式电源从配电网中切除以后，本来和分布式电源相互连接的电缆线路和变压器之间就会出现谐振现象。在大多数国家，分布式电源的接入是通过变压器和地下的一条电缆线相连接的形式接入电网的，很多学者就将这条电缆线和母线或者配电线路的连接点成为分布式电源的并网点。很明显，分布式电源与变压器以及电缆线组成了一个开口形式的串联回路。地下电缆线和大地之间存在较大的电容，
9、此时电缆的对地电容就与变压器的励磁电感之间组成了一个谐振回路，在满足一定的参数的条件下，就会产生串联谐振现象，对电力系统造成很大的冲击电流，对电力系统的安全稳定运行造成一定的威胁。然而在实际的电网运行中，为了使保证电网的运行质量和电网保护系统的可靠运行，就需要频繁的对分布式电源进行切入和切除操作，这样频繁的切入和切除操作就会引起频繁的谐波冲击，很容损坏分布式电源、变压器和电缆线路，这样无形中就增大了电网的投资费用。因此，在许多国家，为了解决这一问题，常常采用让与分布式电源相连接的变压器始终都带有一定量的负荷，这样在分布式电源从电网中切入和切除时就不会对电网产生很大的谐波冲击，这种方法在一定程度
10、上可以说解决了谐波冲击的难题。(6)增大了配电网的短路电流在配电网中已经并入分布式电源的情况下，当配电网再发生各类短路故障的时候，分布式电源会提供一定量的短路电流，即此时线路的短路电流要比不接接入分布式电源的时候要大一些。如果当前配电系统的短路电流水平已经十分接近开关装置的额定电流水平，那么当系统中并入分布式电源之前，首先要通过增加开关设备等方法提高线路的额定短路电流保护水平。然而，在大多数国家将这一笔投资的费用归类到分布式电源的投资当中，规定由接入分布式电源的一方承担，这样无形中就增加了分布式电源的并入费用，在一定程度上阻碍了分布式电源的发展。为了解决分布式电源的接入会增加配电网短路电流的问
11、题，世界各国的学者对此进行了较为深入的研究，并取得了一定研究成果。例如，可以通过在分布式电源和系统之间增加一个一定值的阻抗来减小配电网的短路电流，这种方法虽然减小配电网的短路电流，但是会增加配电网的电压波动，降低电力系统的电能质量。因此一些学者提出使用一种过电流限制类型的控制器来减小分布式电源对配电网短路电流的增长，这种方法目前已经被许多国家采用了。四类地区是我们国家太阳能资源较差的一些地区，每年的太阳辐射总量可达到42005000 MJ/m2，等同为日辐射量是3.23.8 KWh/m2。四类地区主要包括福建的北部、湖南、浙江、广西、广东的北部、湖北、陕西的南部、安徽的南部、江西、江苏北部以及
12、台湾的东北部、黑龙江等一些地区。光伏逆变器的作用主要集中在以下几个方面：太阳能电池方阵的输出受太阳能电池温度和辐照度的影响较大，逆变控制器的作用是总是输出太阳能电池的最大功率；抑制谐波，以免把不良谐波因素代入电网；当逆变控制器与家用电器相连时，逆变控制器的作用是使用户电压维持在规定的范围内，当逆变控制器与交流电网相连时，逆变控制器始终在功率因数为1的状态下，仅提供有功功率。该系统的优点是通过逆变器直接将系统发出的电能送人电网，省去了储能装置，降低了成本。(4)光伏发电技术的主要优缺点光伏发电技术的优点主要有以下几点：(a)取之不尽用之不竭。太阳能是一种取之不尽用之不竭的能源，所以光伏发电技术不
13、存在能源枯竭的问题。无论是在海洋、陆地、岛屿和高山，太阳能无处不在，并且太阳能不像其它化石能源需要开采和运输，太阳能资源是一种可以直接开发和利用的资源，其总量是世界上可以开发容量最大的能源。我国的太阳能资源是相当丰富的，所以在我国太阳能光伏发电技术的发展前景十分的良好。(b)环保可靠。太阳能光伏发电技术安全可靠，因为在发电过程中不会产生二氧化碳等废气，也无需排放其它污染物，因此几乎不会对环境造成污染，可以说太能能光伏发电技术是一种绝对干净的无公害发电技术。在当今地球环境污染逐渐严重的形式之下，大力太阳能光伏发电技术势在必行。(c)受地域的影响相对较小，例如在无电地区或地形十分复杂的地区，可以直接接在较高建筑物或其他依托物之上。(d)使用者从感情上愿意接受这种无污染可再生的能源，目前利用太阳能发电的用户越来越多。(e)太阳光伏发电工程建设的周期相对其他形式的发电技术的工程较短，并且投资的费用不是很大。光伏发电技术的缺点主要有以下几点：(a)太阳能照射的能量密度比较小，所以太阳能光伏发电的占用面积比较大。(b)太阳能发电技术受季节和气候的限制性较大。(c)利用太阳能所发出的电能在并入电网的时候需要加设无功补偿设备。(d)储能困难，目前应用的光伏电池发电的转换效率在20%以下，并且投资费用相对较高，面临难以大面积普及的难题。
