浅谈地方电厂并网对电力系统的影响

　　摘要：本文结合电力系统的实际情况，总结了大量地方发电厂分散电源的并网运行给电力系统的稳定性、继电保护、电压控制等方面的影响。
　　关键词：分散电源 稳定性 保护 自动装置
　　从19世纪70年代欧洲进入电力革命时代，到1882年爱迪生在美国纽约珍珠街建立了一座拥有6台发电机组的发电厂，再到现在各种类型发电厂的建立、投产，给人们的生活带来了巨大的变化。这种集中发电、远距离输电和大电网互联的电力系统是目前电能生产、输送和分配的主要发供电方式，以及大量地方发电厂分散电源的并网运行，地方发电厂分散电源作为集中供电系统的一种有益补充，有其一定的优点：①在主网故障时，提供必要的备用容量，继续对用户供电；②在主网功率缺额时，可以完成紧急调峰的任务；③减少了电压跌落等电能质量发生问题的可能；④提高了小系统中用电负荷的供电可靠性；⑤分布在用电负荷周围，降低了输配电损耗；⑥在一定程度上，缓解了主网改造扩容的压力。现在地方发电厂分散电源已经成为集中供电方式不可缺少的重要补充，在一定程度上缓解了地方电厂的供电压力。但是，大量地方发电厂分散电源的并网运行，也会给电力系统的稳定性、继电保护、电压控制等带来了一系列的影响。下面我们就来讨论一下大量地方发电厂分散电源并网运行对电力系统安全稳定、潮流分布、电能质量、供电可靠性、网络损耗、保护配置等方面的影响。
　　1 对于稳定性的影响
　　地方发电厂分散电源接入配电网后，辐射式的网络将变为一个遍布电源和用户的互联网络，潮流也不再单向的从变电站母线流向各个负荷。地方发电厂分散电源的接入将对系统稳定性的影响主要是引起了系统潮流的变化，不过，因地方发电厂分散电源的容量小，供电半径小，负荷几乎都集中在电厂的母线上，一般在暂态分析中，只把它作为一个负的负荷来考虑，很难影响到电力系统的稳定性。
　　当系统发生故障时，系统电压下降，地方发电厂分散电源的有功出力下降，同时，吸收一定的无功功率，因此，地方发电厂分散电源的接入提高了系统的稳定性。当系统中出现大量电动机启动时，整个系统无功需求讲增大，电压将下降。
　　2 对于保护和自动装置的影响
　　配电网大都是辐射性网络，开环运行，都假设潮流是单向的，从电源流向低压网络，所以配网的相间和接地保护大都采用延时的多段过流保护，通过定值和时间整定实现选择性。当配电网中接入有地方发电厂分散电源，在发生短路故障时，地方发电厂分散电源自身也会向故障点提供一个短路电流，因保护的位置、故障点的位置和地方发电厂分散电源接入的位置不同，会造成流过保护装置的短路电流就会发生变化（增加或减小），因此，在系统发生故障时，对系统本身和地方发电厂分散电源都会造成影响。
　　3 对于电能质量的影响
　　在配网系统中，地方发电厂分散电源的接入大大增加了其电能质量问题的复杂性。地方发电厂分散电源连接到系统以后，系统和地方发电厂分散电源的影响是相互的。输配电网络会造成地方发电厂分散电源/负荷的电压跌落、电压骤升、波形畸变和电压不平衡等结果；地方发电厂分散电源/负荷会造成系统谐波电流、不平衡电流和无功电压闪变等结果。
　　4 对于电压控制和无功潮流分布的影响
　　用户的用电设备正常工作时，对于电压的要求比较高，因此，在配电网中有很多的电压控制措施（如：有载调节变压器分接头、无功补偿等），地方发电厂分散电源的出现给电压控制带来了一定的问题。
　　地方发电厂分散电源的接入改变了系统潮流，同时也改变了无功分布和电压。系统的潮流方向改变以后，传统的适用于辐射性配电网的自动电压控制的调整难度增加了。如果地方发电厂分散电源大于它所在的馈线的总负荷量，会向系统供电，使潮流反向，将造成馈线末端的电压升高；如果地方发电厂分散电源远远小于它所在的馈线的总负荷量，或是出现故障而造成小于它所在的馈线的总负荷量，会从系统吸收有功功率和无功功率，将造成馈线末端的电压降低。
　　5 对于网络损耗及其经济性的影响
　　地方发电厂分散电源的接入改变了系统潮流的同时，因为地方发电厂分散电源的位置及网络拓扑结构和容量及馈线总负荷量的大小这两个主要因素，也改变了网络损耗。如果一个小地方发电厂分散电源靠近一个大负荷，地方发电厂分散电源的容量小于它所在的馈线的总负荷量，它就近承担了一部分负荷量，减少了系统因供应负荷所要传输的有功和无功，相应的也就减少了网络损耗；反之，如果一个大地方发电厂分散电源离负荷中心较远，地方发电厂分散电源的容量大于它所在的馈线的总负荷量，需要经过网络传输向系统供电，增加了配电网的损耗。
　　6 对自动控制装置和继电保护策略的影响
　　地方发电厂分散电源的容量一般较小，电压等级也比较低，一般通过110KV或5KV的配电网并入主系统。并入地方发电厂分散电源之前，配电网多为辐射性单电源系统，有地方发电厂分散电源并入后，则变为双电源或多电源系统。然而，与普通的多电源系统不同，并入地方发电厂分散电源后，配电网一侧是主系统电源（该电源强大，容量较大），其余侧是地方发电厂分散电源（该电源较弱，容量较小）。地方发电厂分散电源的并入，可能会改变原有系统的潮流分布和短路电流大小，对配电网原有的继电保护装置的配置会有一定的影响。
　　鉴于以上所列地方发电厂分散电源的并网运行给电力系统的稳定性、继电保护、电压控制等带来的影响，需要从地方发电厂分散电源并网发电的运行特性着手，提出一些克服对电力系统安全稳定、潮流分布、电能质量、供电可靠性、网络损耗、保护配置等方面影响所须采取的技术和管理措施。
　　参考文献：
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