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摘 要：介绍了分布式发电的概念和特点，概述了国内外分布式发电技术的研究现状，并分析了分布式电源的接入对配电网可靠性评估的影响。指出分布式电源的接入改变传统配电网的辐射状的结构，使潮流双向流动，孤岛运行和分布式电源输出功率的不确定性给配电网的可靠性评估带来新的挑战，并从分布式电源的可靠性评估模型、分布式电源的孤岛划分、负荷及元件可靠性参数的不确定性对含分布式电源的配电网可靠性评估进行了阐述。最后提出含分布式电源的新型配电网可靠性评估中急需攻破的几个难题。
关键词：分布式发电；配电网；影响；可靠性评估
0引言
随着我国社会经济的快速发展，电力客户对电能质量的要求也在不断地提高。配电系统处于电力系统的末端，然而其可靠性问题是影响电能质量的关键因素之一。由于电力技术发展迅速，分布式电源接入电网的情况也日趋增多。近20年来，美国由非传统能源提供的发电量占其新增发电量的50%以上；在欧洲，法国非传统能源提供的发电量在2010年也达到了约21%[1-2]。虽然分布式发电将会对未来大型电网提供有力补充和支撑，但是给系统可靠性分析带来了新的难题，因此研究分布式发电对电力系统的可靠性的影响具有重要的意义。
1分布式发电
分布式发电[3]一般是指布置在用户附近，单机容量一般是1MW，总装机容量低于10MW。它不仅能独立于公共电网为少量用户供电，还能接入配电网络，与公共电网同时为用户供电。分布式发电节约能源的发电装置，如微型燃气轮机、风力发电、太阳能光伏发电、燃料电池等[4]，因此这是一种可利用的多种能源发电技术。
1.1分布式发电的发展现状
分布式发电技术在实际应用中实现兴起的主要原因，一方面是因为节能环保理念的提出，另一方面是由于分布式发电技术对于装机容量的满足与实现，它主要是利用可再生资源进行电能的转化与开发利用实现。
2分布式电源对配网系统的影响
2.1分布式电源的运行方式
分布式电源的运行方式会对配电网供电可靠性产生不同影响，主要包含3种情况。
（1）分布式电源作为系统电源的备用电源。
（2）系统电源作为分布式电源的后备电源。
（3）分布式电源与系统电源并列运行，共同为区域内的负荷点供电。
2.2分布式电源接入配电网方式
根据国家电网公司《分布式电源接入电网技术规定》，分布式电源接入电压等级宜按照200 kW及以下分布式电源接入380V 电压等级电网，200 kW以上分布式电源接入 10 kV（6 kV）及以上电压等级电网。接入配电系统主要包括两种形式。
（1） 分布式电源通过配电网的分支馈线分散接入到低压配网中的各个负荷点，该种方式主要是对小规模的分布式电源，通常接入380V电压。其优点是能够发挥分布式电源安装灵活、能量来源广泛的特点，缺点是配电系统的运行调度方式实现难度较大。
（2） 分布式电源集中接入到配电系统的低压侧母线上，该种方式主要是对于中等规模的分布式电源，通常接入10 kV（6 kV）电压等级。但由于分布式电源的出力受到诸多因素影响，并不恒定，此时通常仅能对重要负荷供電，所带负荷需进行优选。
2.3分布式电源对网损的影响
将分布式发电系统接入配电网中的负荷近旁，会导致整个配电系统的功率变化。变化主要根据节点负荷大小分为三种情况：第一，系统各节点负荷均大于该节点的DG输出量，DG会降低配电网的损耗；第二，系统中存在至少一个节点负荷量大于该节点的DG输出量，系统整体的DG输出量小于系统负荷。DG会导致配网线路损耗增加。第三，系统存在一个节点的DG输出量大于该节点负荷量，并且系统总负荷小于整个系统的DG输出量，DG输出量小于负荷的两倍。
2.4分布式电源对电能质量的影响
首先，对稳态电压分布的影响。在电压升高的时候，DG没有接入时，电流从变压器流向用户，此时在配电变压器与其下游馈线上，存在一个电压降，此时电力用户的入口处电压，要高于配电变压器的一次侧电压；在电压降低的时候，调压装置接入一个DG单元，可以减少压降补偿装置的测量负荷，所以在接入DG后，馈线上的电压会变得更低。
其次，对系统电压波动的影响。在配电网中，电压波动主要受有功、无功负荷的变化影响，沿着电路末端的方向逐渐增大，在接入DG以后，对电压的波动影响较大。
3含分布式电源的配电网可靠性评估
由于分布式电源的接入，传统的配电网可靠性分析发生了变化，在以往的配电网可靠性评估中，配电网是典型的辐射式供电方式，即馈线由单一电源点供电。因此，含分布式电源的配电网可靠性评估从评估的方法和可靠性模型上都将发生很大的变化，怎样定量评估微网本身的可靠性水平、分布式电源对配电网可靠性的影响，都是需要解答的问题。
3.1分布式电源的可靠性评估模型
分布式发电的一次能源呈现多样化，解决了分布式电源的建模问题，才能对含有分布式电源的配电网进行可靠性评估。
文献[5]采用了基于区间算法的配电网可靠性评估，分析了可靠性参数的不确定性对配电网可靠性的影响。文献[6]提出了一种对含分布式电源的配电网的可靠性评估算法。
3.2分布式电源的孤岛划分
配电网停电，包含分布式电源的供电网与主配电网分开后，仍能继续向配电网中的部分负荷供电，从而形成了所谓的孤岛。
文献[7]提出了一种在配电网发生故障之后，根据配电网发生故障之前实际运行状态、动态地生成孤岛划分策略的算法。现阶段对孤岛划分的策略从考虑功率平衡出发，参考到微网控制技术的发展以及其运行状态的过渡，这样的策略过于粗糙，而且也并不是完全有效，所以传统的配电网可靠性指标是否仍然适用还值得商讨。 3.3负荷及元件可靠性参数的不确定性
负荷特性对配电系统的可靠性有着相当重要的影响。然而对确定性的负荷和元件可靠性参数来说，其无法适应分布式电源的动态特性，特别是在孤岛的运行方式下，所以需要同时对负荷随机性和元件的可靠性参数的不确定性进行缜密的处理。
文献[8]通过运用概率分布函数来描述居民负荷的曲线，从而应用负荷统计模型得到配电网的可靠性。目前对负荷随机波动的研究，大多根据负荷的历史数据采用统计学和启发式的预测方法来处理，但是随着微网和智能配电系统的发展，负荷与配电网之间的互动将更为紧密，从而导致信息的实时采集更加方便，在此情况下，负荷的建模将会发生新的变化，并且，仅仅通过运用区间概念来解决元件可靠性参数的不确定性问题还是比较片面的。
4未来研究的展望
分布式发电是国内外电力系统的一个前沿研究领域。因此，必须在现有的研究基础上，针对含分布式电源配电网可靠性评估的理论与方法展开以下几个方面的研究：
（1）含分布式电源新型配电网的可靠性指标体系研究。
（2）分布式电源的运行方式和运行特性以及与配电网之间相互影响的机理研究。
（3）建立分布式发电与储能装置运行特性的可靠性模型的研究。
（4）建立多种电源的配电网可靠性评估的模型及对高效精确算法的研究。
5結语
目前，分布式发电技术的研究主要是集中在[14]：分布式发电的概念及基本结构；分布式发电的并网方式、运行方式及相关控制技术；稳定性和电能质量分析；分布式发电的保护。虽然有很多电力工作者对含分布式电源的新型配电系统给予了足够的重视，但专门针对新型配电网开展可靠性评估工作，目前在国内外还是鲜有所见的。进行分布式发电对于配网可靠性影响的分析，不仅有利于提高分布式发电的配电系统运行可靠性，保证配电系统的电能质量，而且有利于推动电力事业的发展进步，具有积极的作用和意义。
参考文献
[1]鲁宗相，王彩霞，闵勇，等 .微电网研究综述[J].电力系统自动化，2007，31（19）：100-107.
[2]黄伟，孙昶辉，吴子平，等.含分布式发电系统的微网技术研究综述[J].电网技术，2009，33（9）：14-18，34.
[3]梁才浩，段献忠 .分布式发电及其对电力系统的影响[J].电力系统自动化，2001，25（12）：53-56.
[4]国家电网公司 .城市电力网规划设计导则[S].北京：国家电网公司，2007.
[5]钱科军，袁越，周成科.分布式发电对配电网可靠性的影响研究[J].电网技术，2008，32（11）：74-78.
[6]黄华，叶萌 .含间歇式分布电源配电网的可靠性评估[J].华电技术，2011，33（9）：4-9.
[7]易新，陆于平 .分布式发电条件下的配电网孤岛划分算法[J].电网技术，2006，30（7）：50-54.
[8]赵渊，周家启，周念成，等 .大电力系统可靠性评估的解析计算模型[J].中国电机工程学报，2006，26（5）：19-25.
作者简介：
孟玲（1989-），女，内蒙古包头人，内蒙古科技大学，硕士生，研究方向为碟式太阳能热发电双轴跟踪控制系统
魏毅立（1962-），男，内蒙古包头人，博士，教授，研究方向为太阳能热发电、电力电子及电机传动、变频调速系统、风能的研究
关键词：分布式发电；配电网；影响；可靠性评估
0引言
随着我国社会经济的快速发展，电力客户对电能质量的要求也在不断地提高。配电系统处于电力系统的末端，然而其可靠性问题是影响电能质量的关键因素之一。由于电力技术发展迅速，分布式电源接入电网的情况也日趋增多。近20年来，美国由非传统能源提供的发电量占其新增发电量的50%以上；在欧洲，法国非传统能源提供的发电量在2010年也达到了约21%[1-2]。虽然分布式发电将会对未来大型电网提供有力补充和支撑，但是给系统可靠性分析带来了新的难题，因此研究分布式发电对电力系统的可靠性的影响具有重要的意义。
1分布式发电
分布式发电[3]一般是指布置在用户附近，单机容量一般是1MW，总装机容量低于10MW。它不仅能独立于公共电网为少量用户供电，还能接入配电网络，与公共电网同时为用户供电。分布式发电节约能源的发电装置，如微型燃气轮机、风力发电、太阳能光伏发电、燃料电池等[4]，因此这是一种可利用的多种能源发电技术。
1.1分布式发电的发展现状
分布式发电技术在实际应用中实现兴起的主要原因，一方面是因为节能环保理念的提出，另一方面是由于分布式发电技术对于装机容量的满足与实现，它主要是利用可再生资源进行电能的转化与开发利用实现。
2分布式电源对配网系统的影响
2.1分布式电源的运行方式
分布式电源的运行方式会对配电网供电可靠性产生不同影响，主要包含3种情况。
（1）分布式电源作为系统电源的备用电源。
（2）系统电源作为分布式电源的后备电源。
（3）分布式电源与系统电源并列运行，共同为区域内的负荷点供电。
2.2分布式电源接入配电网方式
根据国家电网公司《分布式电源接入电网技术规定》，分布式电源接入电压等级宜按照200 kW及以下分布式电源接入380V 电压等级电网，200 kW以上分布式电源接入 10 kV（6 kV）及以上电压等级电网。接入配电系统主要包括两种形式。
（1） 分布式电源通过配电网的分支馈线分散接入到低压配网中的各个负荷点，该种方式主要是对小规模的分布式电源，通常接入380V电压。其优点是能够发挥分布式电源安装灵活、能量来源广泛的特点，缺点是配电系统的运行调度方式实现难度较大。
（2） 分布式电源集中接入到配电系统的低压侧母线上，该种方式主要是对于中等规模的分布式电源，通常接入10 kV（6 kV）电压等级。但由于分布式电源的出力受到诸多因素影响，并不恒定，此时通常仅能对重要负荷供電，所带负荷需进行优选。
2.3分布式电源对网损的影响
将分布式发电系统接入配电网中的负荷近旁，会导致整个配电系统的功率变化。变化主要根据节点负荷大小分为三种情况：第一，系统各节点负荷均大于该节点的DG输出量，DG会降低配电网的损耗；第二，系统中存在至少一个节点负荷量大于该节点的DG输出量，系统整体的DG输出量小于系统负荷。DG会导致配网线路损耗增加。第三，系统存在一个节点的DG输出量大于该节点负荷量，并且系统总负荷小于整个系统的DG输出量，DG输出量小于负荷的两倍。
2.4分布式电源对电能质量的影响
首先，对稳态电压分布的影响。在电压升高的时候，DG没有接入时，电流从变压器流向用户，此时在配电变压器与其下游馈线上，存在一个电压降，此时电力用户的入口处电压，要高于配电变压器的一次侧电压；在电压降低的时候，调压装置接入一个DG单元，可以减少压降补偿装置的测量负荷，所以在接入DG后，馈线上的电压会变得更低。
其次，对系统电压波动的影响。在配电网中，电压波动主要受有功、无功负荷的变化影响，沿着电路末端的方向逐渐增大，在接入DG以后，对电压的波动影响较大。
3含分布式电源的配电网可靠性评估
由于分布式电源的接入，传统的配电网可靠性分析发生了变化，在以往的配电网可靠性评估中，配电网是典型的辐射式供电方式，即馈线由单一电源点供电。因此，含分布式电源的配电网可靠性评估从评估的方法和可靠性模型上都将发生很大的变化，怎样定量评估微网本身的可靠性水平、分布式电源对配电网可靠性的影响，都是需要解答的问题。
3.1分布式电源的可靠性评估模型
分布式发电的一次能源呈现多样化，解决了分布式电源的建模问题，才能对含有分布式电源的配电网进行可靠性评估。
文献[5]采用了基于区间算法的配电网可靠性评估，分析了可靠性参数的不确定性对配电网可靠性的影响。文献[6]提出了一种对含分布式电源的配电网的可靠性评估算法。
3.2分布式电源的孤岛划分
配电网停电，包含分布式电源的供电网与主配电网分开后，仍能继续向配电网中的部分负荷供电，从而形成了所谓的孤岛。
文献[7]提出了一种在配电网发生故障之后，根据配电网发生故障之前实际运行状态、动态地生成孤岛划分策略的算法。现阶段对孤岛划分的策略从考虑功率平衡出发，参考到微网控制技术的发展以及其运行状态的过渡，这样的策略过于粗糙，而且也并不是完全有效，所以传统的配电网可靠性指标是否仍然适用还值得商讨。 3.3负荷及元件可靠性参数的不确定性
负荷特性对配电系统的可靠性有着相当重要的影响。然而对确定性的负荷和元件可靠性参数来说，其无法适应分布式电源的动态特性，特别是在孤岛的运行方式下，所以需要同时对负荷随机性和元件的可靠性参数的不确定性进行缜密的处理。
文献[8]通过运用概率分布函数来描述居民负荷的曲线，从而应用负荷统计模型得到配电网的可靠性。目前对负荷随机波动的研究，大多根据负荷的历史数据采用统计学和启发式的预测方法来处理，但是随着微网和智能配电系统的发展，负荷与配电网之间的互动将更为紧密，从而导致信息的实时采集更加方便，在此情况下，负荷的建模将会发生新的变化，并且，仅仅通过运用区间概念来解决元件可靠性参数的不确定性问题还是比较片面的。
4未来研究的展望
分布式发电是国内外电力系统的一个前沿研究领域。因此，必须在现有的研究基础上，针对含分布式电源配电网可靠性评估的理论与方法展开以下几个方面的研究：
（1）含分布式电源新型配电网的可靠性指标体系研究。
（2）分布式电源的运行方式和运行特性以及与配电网之间相互影响的机理研究。
（3）建立分布式发电与储能装置运行特性的可靠性模型的研究。
（4）建立多种电源的配电网可靠性评估的模型及对高效精确算法的研究。
5結语
目前，分布式发电技术的研究主要是集中在[14]：分布式发电的概念及基本结构；分布式发电的并网方式、运行方式及相关控制技术；稳定性和电能质量分析；分布式发电的保护。虽然有很多电力工作者对含分布式电源的新型配电系统给予了足够的重视，但专门针对新型配电网开展可靠性评估工作，目前在国内外还是鲜有所见的。进行分布式发电对于配网可靠性影响的分析，不仅有利于提高分布式发电的配电系统运行可靠性，保证配电系统的电能质量，而且有利于推动电力事业的发展进步，具有积极的作用和意义。
参考文献
[1]鲁宗相，王彩霞，闵勇，等 .微电网研究综述[J].电力系统自动化，2007，31（19）：100-107.
[2]黄伟，孙昶辉，吴子平，等.含分布式发电系统的微网技术研究综述[J].电网技术，2009，33（9）：14-18，34.
[3]梁才浩，段献忠 .分布式发电及其对电力系统的影响[J].电力系统自动化，2001，25（12）：53-56.
[4]国家电网公司 .城市电力网规划设计导则[S].北京：国家电网公司，2007.
[5]钱科军，袁越，周成科.分布式发电对配电网可靠性的影响研究[J].电网技术，2008，32（11）：74-78.
[6]黄华，叶萌 .含间歇式分布电源配电网的可靠性评估[J].华电技术，2011，33（9）：4-9.
[7]易新，陆于平 .分布式发电条件下的配电网孤岛划分算法[J].电网技术，2006，30（7）：50-54.
[8]赵渊，周家启，周念成，等 .大电力系统可靠性评估的解析计算模型[J].中国电机工程学报，2006，26（5）：19-25.
作者简介：
孟玲（1989-），女，内蒙古包头人，内蒙古科技大学，硕士生，研究方向为碟式太阳能热发电双轴跟踪控制系统
魏毅立（1962-），男，内蒙古包头人，博士，教授，研究方向为太阳能热发电、电力电子及电机传动、变频调速系统、风能的研究