浅谈新能源接入对增量配电网的影响

研究背景

传统能源的有限性和环境问题的紧迫性，促使全球加速向清洁能源转型。近年来，新能源的接入广泛受限于电网的调峰能力，严重阻碍了新能源的高速发展。增量配电网作为电力体制改革的重要突破口，为新能源接入提供了新的平台和途径 [1]。然而，新能源的间歇性、波动性等特性与传统能源的运行模式存在较大差异，给增量配电网的电能质量、稳定运行、负荷特性和运行管理等方面带来了新的问题和挑战。

研究意义

理论上，深入研究新能源接入对增量配电网的影响，有助于完善电力系统相关理论，为后续的研究提供参考。实践中，能够为增量配电网的规划设计、运行管理提供技术指导，提高电网的适应性和可靠性，提升能源清洁利用水平，改善整体用能结构，降低用户综合用电成本，提高电力系统的整体经济效益，推动新能源高质量发展。

国内外研究现状

国内增量配电网改革试点已推行多年，已落地运营的增量配电改革试点中主要以新能源为主。研究主要集中在如何通过优化增量配电网建设与智能调度技术相结合来提升新能源消纳能力，增量配电网接入新能源后的成本收益分析，政策支持与市场机制构建等。

国外在新能源接入增量配电网方面，美国、欧洲等地区的技术处于领先地位 [2]。美国通过智能电网技术和先进的分布式能源管理系统，实现了新能源的高效接入和电网的灵活运行。欧洲则在有关政策的支持下，大力发展分布式新能源，构建了大量以分布式新能源为主的有源配电网。

相关概念

（一）新能源

新能源是相对传统能源而言，是指传统能源以外的其它能源，一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能等 [3]。相对于传统能源，新能源具有分布广、资源丰富、可再生、无污染等典型特征。

（二）新能源接入

新能源接入是指借助电力电子设备等技术手段，将新能源发电设备与配电网连接，实现新能源所发电力的传输、分配和消纳，使新能源电力能够融入电力系统为用户提供稳定且可持续的电能。

（三）增量配电网

增量配电网，顾名思义就是指新增的配电网。一般 220（330）千伏以上电压等级的电网为输电网、其以下为配电网。增量配电网特指在电网企业已经建设的配电网之外，新增加的、电压等级在 220（330）千伏及以下的配电网及除电网企业存量资产外，由其他企业投资、建设和运营的存量配电网 [4]。增量配电网相比传统电网具有‌灵活性高、‌可扩展性强、‌智能化水平高等特点。

新能源接入增量配电网的现状

从规模上看，新能源接入增量配电网的规模持续扩大，在一些新能源资源丰富的地区，如我国的西北、华北部分地区，增量配电网中新能源的装机容量占比不断提高。从技术应用上看，智能电网技术、储能技术、分布式能源管理系统等在新能源接入增量配电网中得到了广泛应用。从政策支持上看，国家和地方政府出台了一系列支持新能源接入增量配电网的政策。

新能源接入对增量配电网造成的影响

（一）电能质量方面

新能源发电受天气、气候、地理位置等自然条件的影响较大，新能源发电的具有间歇性和波动性，会导致配电网电压出现波动和闪变[5]，也会导致配电网出现频率偏差。

当新能源出力突然变化时，可能引起电压幅值的快速上升或下降，影响用户端的用电质量。如风电、光伏发电出力受天气影响突变时，输出功率会出现巨大波动，引发潮流摆动和电压不稳定，会影响电能质量。

同时，新能源发电电子装置会产生一定的谐波和直流分量，当谐波和直流分量注入电力系统后，发电设备中的电力电子器件会产生谐波电流，谐波电流注入配电网后会使电压、电流波形发生畸变，降低电能质量。

（二）稳定性方面

新能源接入改变了配电网的潮流分布，使传统的辐射状配电网变为多电源的复杂网络，潮流方向不再固定，增加了电网保护配置和整定的难度 [6]。冲击电流不但会加速电气设备的绝缘老化，也会造成系统运行的不稳定性。

分布式新能源的大量接入，使电网短路电流水平发生变化，可能导致原有保护装置误动作或拒动作，威胁电网的安全稳定运行。

新能源接入后，配电网负荷的变化更加复杂，如果控制不当，就会导致电网短路、过载等问题。同时，新能源发电电子装置产生的谐波注入，还可能造成电力系统继电保护、自动装置误动作，造成配电网运行的不稳定性。

（三）负荷特性方面

新能源的出力特性与传统负荷不同，具有很强的随机性和不确定性，使配电网的负荷预测难度大幅增加。如太阳能发电受太阳辐射度等因素影响，其出力在一天内变化较大，难以准确预测。新能源接入还可能导致配电网负荷峰谷差发生变化，影响电网的运行效率和设备利用率。

（四）运行管理方面

新能源接入使配电网的运行状态更加复杂，需要实时监测和控制的信息量大幅增加，对配电网的自动化水平和调度管理能力提出了更高要求[7]。多种类型的新能源接入，需要协调不同电源之间的出力，以及电源与负荷之间的平衡，增加了运行管理的难度和复杂性。

解决方案

（一）优化电网结构

加强配电网的网架建设，采用多端电源供电、环网供电等方式，提高电网的供电可靠性和灵活性。合理规划新能源电源的接入位置和容量，避免过度集中接入，减少对局部电网的影响。

（二）加强技术创新

采用先进的电力电子技术，如静止无功补偿器（SVC）、动态无功补偿器（SVG）等[8]，对新能源接入引起的电压波动、谐波等问题进行动态补偿和治理。发展智能电网技术，利用物联网、大数据、人工智能等技术，实现对配电网的实时监测、分析和预测，提高电网的智能化水平和调控能力。

（三）完善政策支持

政府应出台更多优惠政策，如财政补贴、税收减免等，鼓励企业投资建设新能源接入增量配电网项目。建立合理的市场机制，如电力直接交易、辅助服务市场等，为新能源和增量配电网的发展提供经济保障，促进各方积极参与。

（四）加强电网管理

建立统一的分布式能源管理系统（DERMS），对新能源电源、储能设备、负荷等进行集中监测和控制，实现源网荷储的协调运行。强化人员的培训，提升他们的专业能力与水准，制定完善的应急预案，应对新能源接入可能引发的各种故障和突发事件。

结束语

经优化结构、技术创新、完善政策以及强化管理等手段，可有效应对新能源接入对增量配电网的影响，促成新能源与增量配电网的协同发展，为构建清洁、低碳、安全且高效的能源体系筑牢根基。随着技术的持续进步与政策的不断完善，新能源接入增量配电网在能源领域将发挥更为关键的作用。

参考文献：

[1] 杨晓冉 .《推行七年，增量配电症结何在？》[J]. 中国能源报，2023(4).

[2] 卫波 . 分布式电源接入对配电网继电保护的影响及对策的研究 [D]. 华北电力大学 ,2013.DOI:10.7666/d.Y2390360.

[3] 顾秋容. 我国光伏产业成本问题研究[D]. 华中科技大学,2014.

[4] 范宏 , 叶斌 , 王绪利 , 等 . 一种适应增量配电网业务放开的增量配电网规划方法 :CN201711470058.2[P].CN108154272A[2025-01-02].

[5] 吕志盛 , 闫立伟 , 罗艾青 , 等 . 新能源发电并网对电网电能质量的影响研究 [J]. 华东电力 , 2012, 40(2):6.DOI:CNKI:SUN:HDDL.0.2012-02-018.

[6] 张绍平. 分布式电源在配电网中的优化配置研究[D]. 南昌大学[2025-01-02].

[7] 董玉辉 . 分布式光伏接入配电网继电保护研究 [J]. 中国新技术新产品 .2022,(3).DOI:10.3969/j.ISS.1673-9957.2022.03.030

[8] 周渝慧. 智能电网—21 世纪国际能源新战略[M]. 北京：北京交通出版社，2009.