【摘 要】近年来，在电力系统中取得了广泛的应用，分布式电源技术已成为电力工业的重要发展方向。然而，目前分布式电源还没有一套完全成熟的技术，它易受到自然条件的一些限制，输出功率具有波动性，大量分布式电源的接入极有可能降低配电网运行的安全稳定性。本文首先简要介绍了什么是分布式发电技术，在此基础上阐述了分布式电源接入配电网后配电网的运行和规划会发生哪些变化、这将为后期进行分布式电源的规划优化提供参考。
　　【关键词】分布式电源；配电网；优化规划；粒子群算法
　　一、分布式发电的定义
　　分布式电源（DG）是指由小型发电装置组成的，既可以直接为用户提供电能，也可作为后备电源接入大电网，与公共电网一起为用户提供电能的电源，和集中式发电厂相比，它们的发电功率较小，一般只有几百千瓦到几十兆瓦；就接入位置来说，分布式电源比较灵活，一般可以安装在负荷中心位置。
　　随着用户对电力系统的要求越来越高，电力系统暴露出的问题也越来越多，分布式发电技术的出现和发展，为这些问题的解决提供了一种新的思路，分布式电源和传统电源可以相互补充和支持，提高供电的可靠性和用户满意度。由于分布式电源在保证电能供应的质量与安全上能够起到一定的作用，而且其环保性能和效率都非常出色，它已经引起了电力部门的高度关注，在小范围内获得了广泛的应用，大有成为电力系统主流的趋势。
　　二、分布式发电的特点
　　分布式发电的主要有以下特点：
　　（一）建设容易，投资少。和集中式发电方式相比，分布式发电占用的土地面积小，不需要特定规划建设分布式发电站，而且它的建设需要考虑的因素也更少，在很短的时间内就可以建设完成并投入使用，不需要配套的变电站、配电站，投资规模小、投资资金少。由于上述这些特点，分布式发电系统一般规模较小，不能形成规模效应，发出单位电量的成本往往比集中式大机组发电更高。
　　（二）靠近用户，线路损耗小。分布式电源的建设一般都是哪里有负荷需求就在哪里建设，与用户的电力距离较近。如果符合距离大电网的母线较远，在出现供电需求时可以直接由分布式电源供电，这样可以减少大电网在远距离输配电时的线路损耗。
　　（三）不产生或产生较少的污染，环境相容性好。例如太阳能光伏发电技术、风力发电技术等在发电过程中基本不排放会造成环境破坏的污染物质，对环境造成的影响很小。由于分布式发电系统的电压等级一般都不会很高，和传统的高压输电方式相比，电磁辐射的影响几乎可以忽略不计。而且分布式电源一般是为当地负荷服务的，这样就又省去了建设电力线路的投资和对环境产生的影响。也避免了长距离输电线在传输过程中对土地的占用和输电线路上电能的損耗。因而，可以说分布式发电技术是一种环境友好型的发电技术，可以在几乎不对环境产生破坏的条件下，满足用户的电能需求。
　　（四）联网运行，为大电网提供支持。分布式发电接入大电网后就成为了系统的一个可调度电源，与电网互为补充，以冷热电联产为例，在用电高峰期的夏天和冬季，冷热电联产可以解决部分供热或者制冷的需求，节约了部分电能，同时它还作为电力系统的后备电源增发了电力，较好的起到了“削峰”的作用，可以大大缓解了大电网的供电紧张。
　　三、分布式发电对配电网运行的影响
　　随着电力系统中越来越多的分布式电源的接入，分布式电源对整个配电网的影响也逐渐地表现出来。只有正确认识到这些影响，才能科学地利用优点、规避缺点，让分布式发电技术在为电力系统提供支持和后备电源的同时不至于引起太大的负面影响。
　　（一）对电能质量的影响
　　分布式电源中使用了大量电力电子设备，配电网中分布式电源的接入将会给电力系统带来除了电力用户以外的不可控因素，串入电力系统会对电能质量产生不可忽视的影响，其中最具代表性的就是电压降落、电压闪变和谐波干扰。分布式电源可以向电网中注入功率，在发生三相短路故障时能起到电压支撑的作用，阻止电压跌落，可避免暂时性的故障而引起继电保护装置动作而造成用户停电。单相短路时，分布式电源向故障相中注入功率，在一定程度上，能够阻止故障相的电压跌落，但对于非故障相将会使电压骤升，使得电压偏离正常值的程度。
　　（二）对系统稳定性的影响
　　分布式电源的接入会给配电网的系统稳定性带来影响，系统的稳定性一般包括电压的稳定性和频率的稳定性，由于整个系统的频率都是一致的，因此频率稳定性问题比电压稳定性问题重要得多。分布式电源的接入容量较小时，并不会对配电网的稳定性产生很大的影响，但当接入容量较大时，分布式发电机的发电频率和电网频率如果不一致时，就会对对电网的频率稳定性带来很大挑战。当系统出现故障造成系统的电压降低时，电力系统会选择切除分布式发电设备，这将进一步造成发电量下降，如果不及时采取措施极有可能造成系统频率崩溃
　　（三）对系统电压的影响
　　现行的配电网拓扑结构有很多种，但应用的最多的仍然是辐射式结构，以他为例，在没有分布式电源接入的情况下，电压是沿着馈线潮流的走向呈逐渐降低的趋势的。但上文已经分析过，分布式电源接入配电网后，潮流的大小和方向都有可能发生变化，相应地配电网的电压分布也会受到影响而不再是沿着潮流方向降低。
　　（四）对系统可靠性的影响
　　分布式电源的接入一般是充当备用电源的角色，前面已经研究了，包括太阳能光伏在内的分布式发电方式可以双向流动电能，那么分布式电源就可以在用电负荷高峰时提供后备电能。在电网发生故障而不能正常向电力用户正常供电时，可以通过分布式电源对重要负荷进行供电，提高重要负荷的供电可靠性。另外，分布式电源对接入点还有电压支持的作用，通过其电压调节的能力，可以改善接入点的电压水平。
　　（五）对网络损耗的影响
　　当配电网中有分布式电源接入时会影响整个系统的负荷分布，而随着这种变化，网络潮流也将相应地发生改变，从而最终影响网络损耗。分布式电源的输出容量除了满足系统中某个或某些节点的负荷需求以外，总的输出容量也有了很大的提升，已经足够给系统所有负荷提供能量，即分布式电源的输出总量大于系统的负荷的总量。如果所有分布式发电的发电总量除了满足负荷需求外，还有与负荷相等或更大的剩余发电量，配电网的整体线路损耗将增加。否则的话，部分配电网线路的损耗部分增加而其余的部分则保持不变或者减少，但整个配电网的损耗呈现减少。 　　四、分布式发电对配网规划的影响
　　分布式电源接入电力系统以后，虽然可以在一定程度上改善电力系统稳定性和可靠性，但是它也会带来其他的一些问题，总之它给传统的配电网规划带来了新的挑战。
　　（一）增加配电网规划的不确定性
　　分布式电源输出功率并不能够完全得到控制，它的大量改变了配电网的结构，给潮流流动带来了很大的不确定因素。为了方便电力系统的调度工作，配电网中往往需要大致预测负荷容量及其分布情况和增长模式。分布式电源的引入可以给部分负荷提供能量，从而使得原来的负荷预测方法不再适用。另外，诸如风力发电、光伏发电等直接利用自然资源的分布式电源，受自然条件的限制较大，输出功率时小时大，甚至时有时无，这些都给系统运行带来新的不确定性因素，增加了规划人员的工作难度。
　　（二）增加配电网规划的复杂度
　　电力系统的负荷需求和当地的经济发展情况是息息相关的，经济的不断发展会对配电网提出新的要求，在中低压配电网中表现为每年都要在原来的基础上增加好多新的负荷节点，相应地也就新建电力网络将这些节点联系起来。系统规划问题最终是通过智能算法来解决的，配电网中节点数越多求解难度也会相应的增加，而每个分布式电源都可以看作一个独立的电压节点，这将使得配电网的维数较原来几倍增长，将规划问题变得更加复杂。
　　（三）产生配电网双向潮流
　　传统的配电网主要有环网结构和辐射状结构两种形式，无论是哪种形式，系统潮流只会朝着一个方向流动。传统配电网正常运行时，潮流从母线向线路流动，电力运行部门在此基础上建立了一套调压规则，但在分布式电源接入电网之后，配电网中新增了众多的电源节点，潮流的大小和方向都有可能发生很大改变，从而使电力系统中某些负荷节点处的电压也发生变化，原有的规则也就不再适用了。分布式电源接入产生的双向潮流问题给传统的配电网过流保护也将带来很大的影响，导致继电保护失去选择性及灵敏度降低。如果分布式电源对故障电流的贡献能改变短路水平，还将引起断路器和熔断器的不匹配，影响电力系统的供电可靠性及安全性。
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　　作者简介：
　　王科入（1983-），男，重慶人，大学本科，工程师，研究方向为电力企业安全管理。