新能源接入背景下的配电网规划设计要点 

Abstract ：This paper conducts research on distribution network planning and design under the background of new energy integration. It delves into the new challenges and opportunities faced by distribution networks in this context. By exploring the impacts of new energy integration on aspects such as distribution network structure， operational characteristics， and power quality， it systematically summarizes the key points in distribution network planning and design， including power source layout， grid structure optimization， energy storage system configuration， and intelligent control. The aim is to provide a theoretical basis and practical guidance for achieving efficient integration of distribution networks and new energy， ensuring the safe and stable operation of distribution networks， and improving power supply reliability， thus contributing to the construction of a clean， low-carbon， safe， and efficient modern energy system.

Keywords New energy integration; Distribution network; Planning and design; Power source layout; Energy storage system

0 引言

在全球能源转型与应对气候变化的趋势下，太阳能、风能等新能源因清洁可再生，在能源领域应用愈发广泛。其大规模接入为电力供应注入活力，但也给传统配电网规划运行带来挑战。传统配电网基于单向供电与常规电源建设，而新能源的间歇性、波动性等特点，致使配电网电源结构复杂、潮流多变、电能质量问题凸显。因此，研究新能源接入下配电网规划设计要点，对推动配电网转型、实现能源可持续发展意义重大。

1、新能源接入对配电网的影响

1.1 电源结构与潮流分布变化

新能源的接入打破了传统配电网以单一电源为主的结构模式，形成了多类型、分布式电源并存的复杂电源结构。太阳能光伏发电依赖光照强度，风力发电受风速、风向影响，其出力具有明显的间歇性和随机性。这种特性导致配电网的潮流分布不再呈现单向流动的规律，而是在不同时段、不同工况下呈现出复杂多变的特征。在新能源大发时段，可能会出现局部节点功率倒送的情况，这对传统配电网的保护配置和运行控制提出了新的要求[1]。

1.2 电能质量问题凸显

新能源发电设备的电力电子器件在运行过程中会产生谐波，大量谐波注入配电网会导致电压波形畸变，影响电气设备的正常运行，降低设备的使用寿命。此外，新能源出力的快速变化还可能引起电压波动和闪变，严重时会影响用户的用电质量，甚至导致部分对电能质量要求较高的设备无法正常工作。例如，光伏电站在云层遮挡太阳辐射时，其输出功率会迅速下降，引发配电网电压波动。

1.3 系统稳定性面临挑战

新能源电源的低惯量特性使得配电网在受到扰动时，系统的频率和电压稳定性难以维持。传统同步发电机具有较大的转动惯量，能够在系统频率发生变化时，通过转子的惯性作用释放或吸收能量，维持系统频率稳定。而新能源发电设备如风力发电机、光伏逆变器等，通常缺乏机械惯性，在系统频率波动时无法提供有效的惯量支撑。当新能源渗透率达到一定程度时，系统的稳定性问题将更加突出，容易引发频率崩溃和电压崩溃等严重事故。

2、新能源接入背景下配电网规划设计要点

2.1 科学合理的电源布局

在新能源接入的配电网规划中，电源布局是首要环节。需要综合考虑地区的资源条件、负荷分布以及电网结构等因素。对于太阳能资源丰富的地区，合理规划光伏电站的建设位置和容量，优先选择光照充足、土地资源丰富且远离居民区的区域，以减少对居民生活的影响，并提高光伏发电效率。在风力资源良好的地区，根据风速分布和地形特点，科学布置风力发电机组，同时要注意避免风机之间的尾流效应，提高风能利用效率。此外，还应充分考虑分布式电源的接入，鼓励用户侧分布式光伏、小型风力发电等新能源的发展，实现能源的就地消纳，减少长距离输电损耗 [2]。

2.2 优化网架结构设计

为适应新能源接入后复杂的潮流分布，需要对配电网的网架结构进行优化。一方面，提高网架的灵活性和适应性，采用多分段、多联络的接线方式，增强配电网的转供能力和故障隔离能力。当某一区域出现故障或新能源出力变化导致潮流异常时，能够快速通过联络开关调整潮流方向，保障供电的连续性。另一方面，合理增加线路容量和变电站容量，满足新能源接入和负荷增长的需求。根据新能源的预测出力和负荷预测结果，对现有线路和变电站进行升级改造或新建，避免出现线路过载和变电站容量不足的情况。同时，加强配电网的智能化建设，通过安装智能开关、监测设备等，实现对配电网运行状态的实时监测和精准控制。

2.3 储能系统配置与应用

储能系统是应对新能源间歇性、波动性的关键，在配电网规划设计中意义重大。规划时需依场景与需求合理选型、配置容量：在新能源集中接入区，部署大容量电池储能，于新能源大发时储电，出力不足或负荷高峰时释能，达成削峰填谷、平滑出力；用户侧分布式电源接入场景，采用小型储能装置，保障能量自给，提升用电可靠性与经济性。同时，借助先进控制策略，强化储能系统与新能源电源、负荷间的协同控制与优化调度，以此提高配电网运行效率与稳定性。

2.4 智能控制与保护体系构建

构建智能控制与保护体系是保障新能源接入配电网安全稳定运行的关键。利用先进的信息技术、通信技术和控制技术，实现对配电网的实时监测、分析和控制。通过安装智能电表、传感器等设备，采集配电网各节点的电压、电流、功率等运行数据，并利用大数据分析、人工智能等技术对数据进行处理和分析，准确预测新能源出力和负荷变化趋势，为配电网的优化调度提供依据。在保护方面，针对新能源接入后配电网故障特性的变化，改进和完善继电保护装置，采用自适应保护、差动保护等新型保护技术，提高保护装置的灵敏度和可靠性，确保在发生故障时能够快速、准确地切除故障，保障配电网的安全运行 [3]。

结束语

综上所述，新能源接入背景下的配电网规划设计充满挑战与机遇。新能源的间歇性、波动性等特性，给配电网电源结构、潮流分布、电能质量及系统稳定性带来冲击。为此，规划设计需明确要点：科学布局电源，结合资源与负荷合理规划新能源位置及容量；优化网架结构，增强灵活性与供电能力；合理配置储能系统，解决新能源波动问题；构建智能控制与保护体系，保障运行安全。实际中应综合考量，运用先进技术优化方案，实现两者融合，推动能源转型。未来，其规划设计还需持续创新以适应新变化。

参考文献：

[1] 刘洪波 ， 刘珅诚 . 高比例新能源接入的主动配电网规划综述 [J]. 发电技术 .2024（01）：151-161

[2] 陈乃新 ， 丁傲 . 高比例新能源接入的主动配电网能量规划研究 [J]. 石河子科技 .2024（02）：71-73

[3] 李可欣 ， 蔺红 . 考虑分布式新能源接入的配电网安全域分析 [J]. 控制工程 .2024（11）：2036-2044

和秋（1989 年），男，中级工程师，南方电网云南怒江福贡供电局，主要从事配电网规划及运维管理工作，（E-mail）511146383@qq.com。

王瑞（1995 年），男，南方电网云南怒江福贡供电局生产指挥作业调控工作，（E-mail）601692361@qq.com