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摘要：考虑分布式电源在并网运行时有较高的要求，尤其是高渗透率情况下，地市经验所在确定分布式电源并网方案时面临困难。本研究重点分析了分布式电源并网运行的制约条件和关键影响因素，从简化分布式电源并网的角度出发，提出了一种方法并用该方法对分布式光伏发电开展案例研究。
关键词：分布式电源；并网运行方案；简化方法；案例库
1、引言
近年来，分布式电源是分布在用户端的能源综合利用系统，具有能效利用合理、损耗小、污染小、运行灵活，系统经济性好等优点，在我国发展潜力巨大。分布式电源发展快速的同时，对配电网所带来的影响也是显著的。本研究基于分布式电源接入影响因素分析的基础上，量化分析，最终形成了一款简化分布式电源并网优化方案可以对典型的技术类型、装机容量、电网类型、负荷分布条件下进行优化，给出最优化的分布式电源并网方案。
2、分布式电源接入电网的典型方案
从整体上来说，分布式电源并网运行策略包括接入系统方案和运行控制策略两种：
2.1典型接入设计方案
考虑到配电网络结构差异以及供电设备多样化，分布式电源接入配电系统的方式也是复杂多样的。根据分布式电源接入不同电压等级，分布式电源可以从专线直接接入变电站10kV间隔，也可以从配电线路低压侧380V（220V）接入。根据分布式电源接入配电网与用户的产权划分，可以分为接入公共电网和接入用户电网两种。根据分布式电源接入点的不同可以分为以下三种典型方式：
专线接入原则上送出线路应进入变电站或开关站间隔，且变电站或开关站间隔内一、二次设备齐全。T接线接入不是从变电站间隔内直接引出，而是从线路上或者环网柜中起初一个分支线进行供电，分支点没有断路器、CT等电气设备。用户内部接入方式分布式电源通过用户内部配电网络接入电网系统。
2.2常用分布式电源运行控制策略
电网运行策略主要包括不受控被动模式和主动受控模式两种。在不受控模式下，分布式电源出力不受控制，出力的多少完全由系统自身决定；在受控模式下，将根据电网实际运行情况对分布式供电系统出力进行控制，从而优化电网运行，保障电网运行的安全。
（1）不受控模式
在不受控被动模式下，分布式电源接入配电网其运行、控制和管理模式都是被动的，在分布式电源渗透率非常低的情况下，无需投入任何配电网改造成本对线路改造升级。当分布式电源渗透率较高时，无法充分利用其改善支路潮流和节点电压等方面的积极作用。而不得不被动的限制分布式电源的容量。
（2）受控模式
随着分布式电源的规模越来越大，对分布式电源在出力最大的时候进行合理的控制，对本身电网的优化配置，或者限制其发电出力，最终实现经济效率最大化。在调控模式下将进一步加大调度部门对电源控制的难度，而且电网改造成本也会加大。
3、分布式电源并网约束条件和关键影响因素
3.1.1分布式电源并网制约因素
（1）电压越限和线路载流量问题。
电压越限的主要影响因素包括：分布式电源的容量、接入点的距离、导线截面以及功率因数。由于配电网的规划大多数的时候都是从电源端向馈线侧考虑，即潮流从电源侧指向负荷侧。尤其当对于某区域负荷较小，分布式电源接入后不能完全自用。此时配电网中的潮流将会发生改变将从分布式电源流向配电网形成反向潮流（尤其是当分布式电源发电出力最大负荷很低时），造成电压越限和线路过载问题。
（2）短路电流
分布式电源的接入改变了配电网的电源布局，由原来的单辐射状分布供电变为多电源，一旦当某条线路出现故障，短路电流的大小和方向都会受到分布式电源的影响发生改变，从而使配电线路保护的动作。随着分布式电源容量规模的不断扩大和渗透率的增加，分流作用越来越明显著，导致减小流入保护的短路电流值，减小线路保护范围，最终使得保护灵敏度下降。分布式电源相对于保护的位置不同，会有不同的影响效果。
4、分布式电源并网运行确定的简化方法
目前，地市公司经研院在规划分布式电源并网运行时，考虑在确保电网和分布式电源安全运行的前提下，综合考虑各种分布式电源容量和远期规划装机容量等因素，经过大量的电气计算其中包括潮流计算、短路电流、无功平衡、电能质量分析等，最终完成相应的设计方案和电气设备选型，简化分布式电源并网确定简化方法成为亟待解决的问题。本文针对影响分布式电源并网制约条件下各个关键影响因素，提出了分布式电源并网运行简化模型，如图1所示。
图1给出分布式电源并网简化模型其中包括输入、输出、核心计算等三个部分组成，其模型的输入和输出采用均采用自定义设定第二、三、四步是整个模型构建的核心部分。
图1分布式电源并网简化模型
第一步，系统渗透率：
系统渗透率，按照定义是指分布式供电系统装机容量占所接入配电台区最大负荷的比例。
第二步，确定电压等级：
为了使公共连接点出的电流控制在安全范围内，选定合适的电压等级考虑分布式电源系统接入。根据分布式电源的容量，选择不同的电压等级，200kW及以下分布式电源接入380V电压等级电网；200kW以上分布式电源接入10kV及以上电压等级电网。
第三步，确定接入方式：
考虑分布式电源接入点距离、供电区域内变电站10kV母线间隔数量以及线路输送能力等因素的影响将分布式电源接入方式具体划分为以下8种情况，如表2所示。以宁夏地区分布式光伏为例采用公共电网10kV母线专线接入方式更为常见，这种方式也是较为常见的分布式光伏发电主要的接入方式。低压分布式光伏受到场所制约大多采用用户配电室380V侧接入电网。
第四步，确定接入系统线路参数
针对之前已经确定分布式供电系统的营运模式、电压等级以及接入方式后，给出分布式电源接入系统的线路载流量、短路阻抗等线路参数。
第五步，输出结果：
结合前四步最终确定最优并网运行方案和成本输出分析结果，包括分布式电源接入方式、并网方式、并网运行策略等以及其他的技术经济指标。
5、结语
随着我国可再生能源发展战略地位的逐步提升，分布式电源作为一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式。在大力发展分布式电源的同时需要认识到其对配电网络的影响以及规划分布式电源并网运行策略。本文基于梳理分布式电源并网影响关键因素的基础上，给出分布式电源不同特定电网环境下并网运行典型案例库，为配网设计人员规划分布式电源并网运行提供了参考。
参考文献：
[1]刘伟，彭东，卜广全，等.光伏发电接入智能配电网后系统问题综述[J].电网技术，2009，33（19）：1-5.
作者简介：
戈狄（1985—），男，汉族、江苏泗洪人，硕士，职称：工程师，研究方向：国网河南省电力公司许昌供电公司