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前言
近年来，随着各地相关的环保节能措施的相继实施，可持续发展战略的不断深入，人们越来越关注环境恶化和能源紧缺问题。电力行业大容量电网承担了全世界90%以上的电力负荷供电，但同时也暴漏了一些问题，如：电网不能灵活的跟踪负荷的变化、对于偏远地区输电成本过高；局部事故往往导致大面积停电等。
一、分布式电源发展对配电网的作用与影响
1.1分布式电源并网运行的优点
（1）节能效果好
相比较传统大电网电源，分布式电源靠近用户现场，因而网损降低明显。同时分布式电源则能够提供多种形式的能量，是典型的“冷、热、电”三联产，能实现能量的梯级利用，符合“温度对口、梯级利用”的原则，从而大大提高了能源的总体利用效率。
（2）环境污染少
分布式电源以天然气、轻油等清洁能源和风力、水力、潮汐、地热等可再生能源为发电原料，能够减少二氧化碳、一氧化碳、硫化物和氮化物等有害气体的排放。同时，由于分布式能源系统发电的电压等级比较低，电磁污染比传统的集中式发电要小得多。
（3）可靠性高
在建设大型电厂的趋势有增无减之时，电网的快速发展对供电的安全与稳定带来很大威胁，一旦电厂和输电通道发生故障，将可能导致大面积停电。分布式电源采用性能先进的控制设备，开停机方便、操作简单、负荷调节灵活，与大电网配合可大大提高供电可靠性，弥补其安全稳定性方面的不足，在电网崩溃和意外灾害情况下可维持重要用户的供电[1]。
1.2分布式电源对配网规划的影响
（1）加大了规划区电力负荷的预测难度。由于规划区内用户可根据自身实际需要安装和使用分布式电源，为自身及规划区其他用户提供电源，这些分布式电源与电力负荷相抵消，从而对规划区负荷增长的模型产生影响。
（2）虽然分布式电源能减少或推迟配电系统的建设投资，但位置和规模不合理的分布式电源可能导致配电网的某些设备利用率低和网损增加，导致网络中某些节点电压的下降或出现过电压，改变故障电流的大小、持续时间及其方向，还可能影响到系统的可靠性。
（3）配电网规划是一个动态多目标的非线性整数规划问题，其动态属性与其维数相关联，通常需同时考虑几千个节点，若规划区内再出现许多分布式电源，将使寻找最优网络布置方案更加困难。
二、分布式电源的无功电力补偿
2.1无功电源
（1）风电场无功电力补偿
a）在风电场集中加装无功补偿装置：风电场的无功电源包括风电机组和风电场的无功补偿装置。风电场应具备协调控制风电机组和无功补偿装置的能力，能够自动快速调整无功总功率。首先充分利用风电机组的无功容量及其调节能力，仅靠风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要的，在风电场集中加装无功补偿装置[2]。
b）实现动态连续调节：风电场无功补偿能够实现动态的连续调节以控制并网点电压，其调节速度应能满足电网电压调节的要求。
（2）无功容量
a）风电场在任何运行方式下，应保证其无功功率有一定的调节容量。该容量为风电场额定运行时功率因数0.98（超前）～0.9（滞后）所确定的无功功率容量范围。
b）风电场的无功功率能实现动态连续调节，保证风电场具有在系统事故情况下能够调节并网点电压恢复至正常水平的足够无功容量。
c）百万千瓦级及以上风电基地，其单个风电场无功功率调节容量为风电场额定运行时功率因数0.97（超前）～0.97（滞后）确定的无功功率容量范围。
d）通过风电汇集升压站接入公共电网的风电场，其配置的容性无功补偿容量能够补偿风电场满发时送出线路上的无功损耗；其配置的感性无功补偿容量能够补偿风电场空载时送出线路上的充电无功功率。
2.2光伏电源无功电力补偿
（1）光伏电站合理的功率因数控制范围
a）光伏电站的功率因数：光伏电站的功率因数（PF）可由发电站输出总有功功率与总无功功率计算而得，其计算公式为[3]：
式中 为电站输出总有功功率； 为电站输出总无功功率。
b）小型光伏电站：小型光伏电站输出有功功率大于其额定功率的50%时，功率因数应不小于0.98（超前或滞后），输出有功功率在20%～50%之间时，功率因数应不小于0.95（超前或滞后）。
c）大型和中型光伏电站：大型和中型光伏电站的功率因数应能够在0.98（超前）～0.98（滞后）范围内连续可调。大型和中型光伏电站参与电网电压调节的方式包括调节光伏电站的无功功率、调节无功补偿设备投入量以及调整光伏电站升压变压器的变比等。在进行光伏电站接入系统方案设计时，应重点研究其无功补偿类型、容量以及控制策略等。
（2）无功电源
光伏电站应充分利用并网逆变器的无功容量及调节能力，当并网逆变器的无功容量不能满足系统电压调节需要时，应在光伏电站配置无功补偿装置，并综合考虑光伏电站各种出力水平和接入系统后各种运行工况下的暂态、动态过程，配置足够的动态无功补偿容量。
光伏电站集中加装的用于补偿无功的无功补偿装置包括并联电容器、并联电抗器、同期调相机、静止型动态无功补偿装置。
（3）无功补偿装置配置
a）为降低光伏电站接入后的出力波动引起的电网电压变化、提高系统稳定性、防止电压崩溃、提高输送容量.宜在光伏电站加装动态无功补偿装置。
b）光伏电站应根据光伏电站实际情况.如安装容量、安装型式、站内汇集线分布、送出线路长度、接入电网情况等，进行无功电压专题研究后确定无功补偿装置配置。在电网正常运行情况下，光伏电站的无功补偿装置应适应电网各种运行方式变化和运行控制要求。
c）光伏电站应配置无功电压控制系统，根据电力系统调度机构指令.自动调节其发出（或吸收）的无功功率，控制光伏发电站并网点电压在正常运行范围内，其调节速度和控制精度应能满足电力系统电压调节的要求。
结语
从整个世界能源结构、电力需求和电力工业的发展趋势来看，分布式电源将在电能生产中占有越来越重要的地位。分布式发电技术的广泛应用将带来现有电力系统结构的变化，形成集中发电的大电网与分布式发电的微型电网相结合的新型电力系统体系结构。需要注意的是，在分布式电源接入到配电网中时，要建立合理优化的无功补偿模型，并对整个配电网无功优化进行深入研究，得到最优的控制策略，这样才能确保配电网的安全经济运行。
参考文献
[1]赵晶晶，李新等.含分布式电源的三相不平衡配电网潮流计算[J].电网技术，2009，33（3）：94-98.
[2]陈海焱，陈金富，段献忠.含风电机组的配网无功优化[J].中国电机工程学报，2010，28（7）：40-45.
[3]王赛一.分布式电源及对配电网系统的影响[J].上海电力，2012，19（5）：515-518.
（作者单位：1.上海交通大学、国网上海松江供电公司；2.上海申能临港燃机发电有限公司；3.上海交通大学）
作者简介
周妮娜（1984年-），女，工程师，上海交通大学电气工程专业在职研究生，现就职于国网上海松江供电公司，从事继电保护专业工作。
近年来，随着各地相关的环保节能措施的相继实施，可持续发展战略的不断深入，人们越来越关注环境恶化和能源紧缺问题。电力行业大容量电网承担了全世界90%以上的电力负荷供电，但同时也暴漏了一些问题，如：电网不能灵活的跟踪负荷的变化、对于偏远地区输电成本过高；局部事故往往导致大面积停电等。
一、分布式电源发展对配电网的作用与影响
1.1分布式电源并网运行的优点
（1）节能效果好
相比较传统大电网电源，分布式电源靠近用户现场，因而网损降低明显。同时分布式电源则能够提供多种形式的能量，是典型的“冷、热、电”三联产，能实现能量的梯级利用，符合“温度对口、梯级利用”的原则，从而大大提高了能源的总体利用效率。
（2）环境污染少
分布式电源以天然气、轻油等清洁能源和风力、水力、潮汐、地热等可再生能源为发电原料，能够减少二氧化碳、一氧化碳、硫化物和氮化物等有害气体的排放。同时，由于分布式能源系统发电的电压等级比较低，电磁污染比传统的集中式发电要小得多。
（3）可靠性高
在建设大型电厂的趋势有增无减之时，电网的快速发展对供电的安全与稳定带来很大威胁，一旦电厂和输电通道发生故障，将可能导致大面积停电。分布式电源采用性能先进的控制设备，开停机方便、操作简单、负荷调节灵活，与大电网配合可大大提高供电可靠性，弥补其安全稳定性方面的不足，在电网崩溃和意外灾害情况下可维持重要用户的供电[1]。
1.2分布式电源对配网规划的影响
（1）加大了规划区电力负荷的预测难度。由于规划区内用户可根据自身实际需要安装和使用分布式电源，为自身及规划区其他用户提供电源，这些分布式电源与电力负荷相抵消，从而对规划区负荷增长的模型产生影响。
（2）虽然分布式电源能减少或推迟配电系统的建设投资，但位置和规模不合理的分布式电源可能导致配电网的某些设备利用率低和网损增加，导致网络中某些节点电压的下降或出现过电压，改变故障电流的大小、持续时间及其方向，还可能影响到系统的可靠性。
（3）配电网规划是一个动态多目标的非线性整数规划问题，其动态属性与其维数相关联，通常需同时考虑几千个节点，若规划区内再出现许多分布式电源，将使寻找最优网络布置方案更加困难。
二、分布式电源的无功电力补偿
2.1无功电源
（1）风电场无功电力补偿
a）在风电场集中加装无功补偿装置：风电场的无功电源包括风电机组和风电场的无功补偿装置。风电场应具备协调控制风电机组和无功补偿装置的能力，能够自动快速调整无功总功率。首先充分利用风电机组的无功容量及其调节能力，仅靠风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要的，在风电场集中加装无功补偿装置[2]。
b）实现动态连续调节：风电场无功补偿能够实现动态的连续调节以控制并网点电压，其调节速度应能满足电网电压调节的要求。
（2）无功容量
a）风电场在任何运行方式下，应保证其无功功率有一定的调节容量。该容量为风电场额定运行时功率因数0.98（超前）～0.9（滞后）所确定的无功功率容量范围。
b）风电场的无功功率能实现动态连续调节，保证风电场具有在系统事故情况下能够调节并网点电压恢复至正常水平的足够无功容量。
c）百万千瓦级及以上风电基地，其单个风电场无功功率调节容量为风电场额定运行时功率因数0.97（超前）～0.97（滞后）确定的无功功率容量范围。
d）通过风电汇集升压站接入公共电网的风电场，其配置的容性无功补偿容量能够补偿风电场满发时送出线路上的无功损耗；其配置的感性无功补偿容量能够补偿风电场空载时送出线路上的充电无功功率。
2.2光伏电源无功电力补偿
（1）光伏电站合理的功率因数控制范围
a）光伏电站的功率因数：光伏电站的功率因数（PF）可由发电站输出总有功功率与总无功功率计算而得，其计算公式为[3]：
式中 为电站输出总有功功率； 为电站输出总无功功率。
b）小型光伏电站：小型光伏电站输出有功功率大于其额定功率的50%时，功率因数应不小于0.98（超前或滞后），输出有功功率在20%～50%之间时，功率因数应不小于0.95（超前或滞后）。
c）大型和中型光伏电站：大型和中型光伏电站的功率因数应能够在0.98（超前）～0.98（滞后）范围内连续可调。大型和中型光伏电站参与电网电压调节的方式包括调节光伏电站的无功功率、调节无功补偿设备投入量以及调整光伏电站升压变压器的变比等。在进行光伏电站接入系统方案设计时，应重点研究其无功补偿类型、容量以及控制策略等。
（2）无功电源
光伏电站应充分利用并网逆变器的无功容量及调节能力，当并网逆变器的无功容量不能满足系统电压调节需要时，应在光伏电站配置无功补偿装置，并综合考虑光伏电站各种出力水平和接入系统后各种运行工况下的暂态、动态过程，配置足够的动态无功补偿容量。
光伏电站集中加装的用于补偿无功的无功补偿装置包括并联电容器、并联电抗器、同期调相机、静止型动态无功补偿装置。
（3）无功补偿装置配置
a）为降低光伏电站接入后的出力波动引起的电网电压变化、提高系统稳定性、防止电压崩溃、提高输送容量.宜在光伏电站加装动态无功补偿装置。
b）光伏电站应根据光伏电站实际情况.如安装容量、安装型式、站内汇集线分布、送出线路长度、接入电网情况等，进行无功电压专题研究后确定无功补偿装置配置。在电网正常运行情况下，光伏电站的无功补偿装置应适应电网各种运行方式变化和运行控制要求。
c）光伏电站应配置无功电压控制系统，根据电力系统调度机构指令.自动调节其发出（或吸收）的无功功率，控制光伏发电站并网点电压在正常运行范围内，其调节速度和控制精度应能满足电力系统电压调节的要求。
结语
从整个世界能源结构、电力需求和电力工业的发展趋势来看，分布式电源将在电能生产中占有越来越重要的地位。分布式发电技术的广泛应用将带来现有电力系统结构的变化，形成集中发电的大电网与分布式发电的微型电网相结合的新型电力系统体系结构。需要注意的是，在分布式电源接入到配电网中时，要建立合理优化的无功补偿模型，并对整个配电网无功优化进行深入研究，得到最优的控制策略，这样才能确保配电网的安全经济运行。
参考文献
[1]赵晶晶，李新等.含分布式电源的三相不平衡配电网潮流计算[J].电网技术，2009，33（3）：94-98.
[2]陈海焱，陈金富，段献忠.含风电机组的配网无功优化[J].中国电机工程学报，2010，28（7）：40-45.
[3]王赛一.分布式电源及对配电网系统的影响[J].上海电力，2012，19（5）：515-518.
（作者单位：1.上海交通大学、国网上海松江供电公司；2.上海申能临港燃机发电有限公司；3.上海交通大学）
作者简介
周妮娜（1984年-），女，工程师，上海交通大学电气工程专业在职研究生，现就职于国网上海松江供电公司，从事继电保护专业工作。