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摘要：配电网作为电网到用户的最后一个环节,它的安全直接影响着用户的用电安全,而随着大量分布式电源的并网,在满足负荷需求的同时,也给配电网带来了很多问题。为保证电网稳定运行,必须合理规划分布式电源并网,将分布式电源并网带来的风险将至最低。首先,对几种常见分布式电源的组成以及它们的工作原理进行了研究,并建立了分布式电源和负荷的概率模型。研究了分布式电源并网对电网的影响,分布式电源接入电网位置和接入容量的不同,均会造成配电网电压波动和网损的变化,采用IEE33节点系统对不同条件下的分布式电源并网进行了验证,并给出了在分布式电源并网后保证配电网安全稳定运行的技术方案。然后,对电网中潜在风险源进行了分析,为风险评估指标的选取提供依据。对于目前风险评估的几种方法,解析法、蒙特卡洛模拟法和模糊层次分析法进行了对比,解析法精确度高,但是随着系统的复杂和元件数量的增多,其建模复杂,计算量大。蒙特卡洛模拟法特别适用于大型系统,其抽样的次数不会随着系统规模的变化而改变,计算结果更加符合工程实际,但是实际工程中其计算繁琐,需要反复迭代。模糊层次分析法通过对建立的风险指标构建判断矩阵,利用判断矩阵求得权重指标,然后对风险进行评估,计算简单方便。但是判断矩阵主要是依靠现场运维人员的建议和专家打分来构建的,掺杂的人为因素比较多,评判结果缺乏客观的依据。最后,就电网中潜在风险源,参照风险评估指标选取原则,利用效用函数建立了电力系统风险评判指标。采用等分散抽样法和预想故障集对蒙特卡洛法的抽样过程进行了改进,提高了抽样速度,并结合具体算例从节点电压越限、支路过负荷、主变负载率不均衡对等方面进行了风险评估,对比了蒙特卡洛法改进前后的优点,验证了改进算法的优越性和实用性。
关键词：
电网作为能源供应的载体，关系到国家能源安全和国民经济命脉，随着用电需求的不断增加和电力工业的飞速发展，我国电网体系经历了翻天覆地的变化，从小机组定区域小容量的小电网到大机组跨区域大容量的大电网，电网的发展从未停歇。电网不光可以用来输送电能，还可以对电能进行优化配置，随着三型两网的提出，电网发展进入了高速发展的时期，合理利用现代计算机和互联网
技术为电网赋能，是保障电网持续发展和社会进步的重要物质基础L"。电能作为第二次工业革命后的主要基础能源，在世界经济发展中扮演着举足轻重的角色，同时经济社会和国际民生对于电能供应的要求也越来越高,如何保证电能供应的安全、优质、经济、环保是当下必须考虑的问题。随着电力系统的飞速发展，电网机构日趋复杂，造成电网不稳定运行的因素越来越多，如电力系统自身设备、人为因素以及环境因素都会对电力系统稳定运行和可靠供电产生很大影响，有时甚至会造成大面积停电事故。这些危及电力系统稳定性的因素,不仅在国外受到重视，越来越多的电力专家学者加入到了电网故障分析及稳定运行方面的研究中来。随着科技的进步，电网结构越来越完善，新建骨架修建成本高、占地面积大等缺点逐渐体现出来，而分布式电源的出现刚好解决了电网无法满足大量负荷用电需求的问题，分布式新能源发电以其节能环保、运用灵活的特点，替代了大量的化石燃料，得到了广泛的应用。然而大量分布式电源接入电网给电网带来了新的挑战，分布式电源出力的波动性和不确定性给电网稳定运行增加了难度，使得本来的电网结构也越来越复杂，电网一旦发生停电事故将迅速波及很大范围[4]光伏、风电等的新能源发电与传统化石燃料发电相比有很大的区别，新能源发电有不确定性和波动性的特点，一旦大量分布式电源接入大电网，会使得分布式电
源的渗透率增高，对并网的大电网造成很大的冲击。
文章讲解见第4部分。
一、分布式电源并网对电网的技术影响
1. 电压稳定性影响
- 波动与偏差：分布式电源（如光伏、风电）的功率输出受天气条件影响显著，导致电压波动和偏差。例如，光伏出力随光照变化引起馈线电压偏高或偏低，极端情况下超出安全范围。
- 电压振荡：动态功率波动可能引发瞬时电压振荡，尤其在逆变型电源高渗透率区域，增加设备故障风险。
- 位置与容量敏感性：分布式电源接入位置靠近负荷端时可能抬高局部电压，但若容量过大或远离负荷中心，则会加剧电压调节难度。
2. 频率稳定性挑战
- 惯性缺失：传统电网依赖同步发电机的惯性维持频率稳定，而分布式电源（尤其是光伏、风电）缺乏惯性支撑，导致系统频率调节能力下降。
- 功率波动影响：当分布式电源出力占电网总负荷比例较高时，其随机波动可能导致频率剧烈变化，例如风速突变或云层遮挡引发的功率骤降。
- 孤岛运行风险：电网解列后，分布式电源独立供电时若无法精准控制频率，可能导致孤岛内设备损坏。
3. 继电保护系统干扰
- 保护误动/拒动：双向潮流改变故障电流方向，导致传统过流保护灵敏度降低或误动作。例如，相邻馈线故障可能触发分布式电源所在线路保护误动。
- 短路电流变化：大容量分布式电源接入可能增加短路电流水平，导致断路器容量不足，延长故障清除时间。
- 重合闸失效：孤岛运行状态下若未及时检测，自动重合闸可能引发非同期合闸，损坏设备。
4. 电能质量问题
- 谐波污染：逆变器开关操作产生高频谐波，光伏并网系统总谐波畸变率（THD）可能超标，影响敏感设备运行。
- 电压闪变：分布式电源频繁启停或出力突变（如风机切入/切出）导致电压闪变，影响用户侧用电质量。
- 三相不平衡：分布式电源不对称接入或负荷分布不均加剧三相电压不平衡，增加线路损耗。
5. 电网可靠性双刃剑
- 正向作用：分布式电源作为备用电源可提高供电可靠性，在灾害或主网故障时维持关键负荷供电。
- 反向风险：若分布式电源不具备低电压穿越能力，故障时脱网可能加剧电压跌落，扩大停电范围。
二、风险评估方法与模型
1. 概率分析法
- 模型构建：结合分布式电源出力概率模型（如光伏辐照度Beta分布、风速Weibull分布）和负荷概率分布，量化风险指标（如失负荷概率LOLP）。
- 应用案例：美国PG&E69节点系统验证表明，储能配置可降低高渗透率分布式电源的故障后能量损失率。
2. 模糊综合评价法
- 指标权重：通过层次分析法（AHP）确定电压波动、谐波含量等风险因素的权重，结合模糊数学量化综合风险等级。
- 实例验证：某光伏项目评价显示，技术风险（权重0.45）高于政策风险（0.30），需优先优化逆变器控制策略。
3. 蒙特卡洛模拟
- 改进算法：采用重要性抽样加速收敛，评估分布式电源随机接入对电网暂态稳定的影响，结果显示渗透率超过30%时系统失稳概率显著上升。
4. 承载力评估模型
- 区域分级：依据《分布式电源接入电网承载力评估导则》（DL/T 2041-2019），划分红/黄/绿区。例如，广东五华县对红色区域暂停新增项目备案，需优先升级配电网。
三、典型案例分析
1. 北京地区风险事件（2014年）
- 短路电流超标：某10kV馈线因分布式光伏短路电流注入，导致断路器开断失败，事故影响范围扩大。
- 管理漏洞：缺乏统一验收标准，部分项目并网后通信缺失，调度中心无法实时监控出力。
2. 五华县承载力管控（2024年）
- 红区限制：电网反送潮流超设备限额80%时评估为红色区域，暂停新增项目接入，倒逼配电网改造。
- 结构安全联动：要求光伏支架通过第三方安全鉴定，结合建筑风貌管控限制违规加装。
3. 内蒙古政策实践（2025年）
- 标准细化：DB15/T 3844—2025规定分布式电源需具备一次调频功能，频率偏差超过0.2Hz时自动调节有功出力。
- 监管强化：专项检查发现15%项目未合规接入，推动建立全生命周期监测平台。
四、风险缓解策略
1. 技术措施
- 虚拟惯性控制：在逆变器中引入虚拟同步发电机（VSG）算法，模拟惯性响应，提升频率稳定性。
- 储能协同：配置锂电池储能平抑功率波动，提供瞬时频率支撑，THD可降低至3%以内。
- 自适应保护：采用方向性纵联保护替代传统过流保护，结合5G通信实现毫秒级故障定位。
2. 管理优化
- 承载力动态评估：基于实时数据更新红/黄/绿区划分，滚动修订接入容量上限。
- 电价激励机制：实施分时电价引导分布式电源参与调峰，如德国EEG法案对灵活出力给予补贴。
3. 政策法规完善
- 标准分级：参考IEEE 1547-2018，按渗透率制定差异化技术要求，如A级标准适用于低渗透率场景，B级要求故障穿越能力。
- 全流程监管：从项目备案到并网验收建立闭环管理，强制要求通信接口标准化（如IEC 61850）。
五、未来研究方向
- 高比例电力电子设备交互：研究多逆变器并联谐振机理及抑制策略。
- 数字孪生技术应用：构建电网-分布式电源联合仿真平台，实现风险预演。
- 市场机制设计：探索分布式电源参与辅助服务市场的竞价模式。
结论
分布式电源并网对电网的影响呈现多维性，需从技术、管理、政策多层面协同应对。风险评估需结合概率模型与实时监测数据，典型案例表明严格的承载力管控和标准执行是降低风险的关键。未来需进一步深化电力电子化电网的稳定性理论研究，并推动政策与技术创新联动。
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🎉3 参考文献
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[1]贾光耀. 分布式电源并网对电网的影响及风险评估的研究[D
