新能源场站π_接或T_接已建线路对电网的影响对比分析

 2024年3月25日第41卷第6期Mar. 25, 2024, Vol.41 No.6 Telecom Power Technology

216 运营维护技术DOI：10.19399/j.cnki.tpt.2024.06.071

新能源场站π接或T接已建线路对电网的影响对比分析

毕京斌，丁　斌，王佩玲（山东鲁中电力工程设计有限公司，山东 济南 250100）

摘要：通过分析新能源场站采用π型接入和T型接入2种方案，评估它们对现有电网稳定性和传输效率的影响。文章首先概述2种接入方式的技术原理；其次，探讨2种方案的经济效益和工程实现难度，为不同条件下选择新能源接入方式提供决策参考；最后，提出一些建议和改进措施，以优化新能源接入策略，平衡经济效益与电网稳定性。关键词：新能源接入；电网影响；π型接入；T型接入；传输效率；经济效益

Comparative Analysis of the Impact of π-Connected or T-Connected Existing Power

Lines on the Power Grid in New Energy Stations

BI Jingbin, DING Bin, WANG Peiling(Shandong Luzhong Electric Power Engineering Design Co., Ltd., Jinan 250100，China)

Abstract: By comparing and analyzing the π-type access and T-type access schemes adopted by new energy stations, evaluate their impact on the stability and transmission efficiency of the existing power grid. The article first outlines the technical principles of two access methods; Secondly, the economic benefits and engineering implementation difficulties of the two schemes were discussed, providing decision-making references for selecting new energy access methods under different conditions; Finally, some suggestions and improvement measures were proposed to optimize the new energy access strategy, balance economic benefits and grid stability.Keywords: new energy access; power grid impact; π-type access; T-shaped access; transmission efficiency; economic benefits

0　引　言

随着全球能源转型和可再生能源的快速发展，

新能源场站成为电网体系中不可或缺的一环。作为连

接新能源场站与电网的关键技术，π接和T接接入

方式的选择对电网的稳定性、潮流分布以及保护与控

制系统具有深远影响。在推动新能源高效接入电网的

背景下，文章旨在比较π接与T接的技术特性及其

对电网运行的影响。通过深入分析，有助于优化新能

源并网方案，为保障电网安全稳定运行提供理论指导，

具有重要的理论价值和实践意义。

1　技术原理

1.1　π型接入方式的技术原理

π型接入方式是一种将新能源发电站通过2条

传输线路断开已有线路接入电网的结构设计。这种设

计类似于π的形状，发电站在中点（即π的底部）

产生电力，然后通过2条外侧传输线路（即π的2边）

连接到电网的2个不同点上。在电气工程中，这种并

联接入可以看作是在电网2点之间加了一个具有确定

阻抗值的新电源，意味着电力可以从这个中间点以2

条路径被送往电网的其他部分。π型接入方式的优点在于能够提供较好的电压稳定性和负载平衡能力。

它允许电力在2条传输线路上分配，因此有助于减轻

单一线路的负载压力，降低损失，并提高供电的可

靠性[1]。

1.2　T型接入方式的技术原理

T型接入方式则是将新能源发电站直接接入电网

的一条主干线上，形状类似于字母“T”。这种方式

是通过一条连接线将发电站接入主干线上的一个节点，

使发电站产生的电力直接注入电网的该节点。T型接

入的好处主要是结构上的简洁性，与π型接入相比，

需要的传输线路较少，并且工程实施起来更为直接、

成本较低[2]。然而，由于电力是通过单点注入，要

求主干线在接入点具有充足的接收能力，否则可能引

起电压波动或导致电网其他部分的负载不均衡。此外，

T型接入也可能对电网的保护和控制系统带来额外的

要求，因此需要确保故障时新能源发电站能够迅速与

电网解列，保障电网的稳定性。

2　π接和T接性能对比

2.1　网络稳定性和可靠性

在电力系统中，π接和T接作为新能源并网的2种方案，对网络的短路容量和系统稳定性的影响有

着本质的不同。一方面，π接方式提供了双重接入

点，通常能够增加系统的短路容量。这是由于从2个

不同位置将发电功率注入系统，增强了系统的供电能收稿日期：2024-02-16作者简介：毕京斌（1987—），男，山东济南人，本科，工程师，主要研究方向为新能源接入与消纳、电网规划。

 2024年3月25日第41卷第6期

217 Telecom Power TechnologyMar. 25, 2024, Vol.41 No.6 毕京斌，等：新能源场站π接或 T接已建线路对电网的影响对比分析

力，从而在应对电网造成的突击负载或发生短路时，

π接入的重复路径能够分担更多的电流，有助于限

制故障后的电压跌落，提高了电网的整体稳定性[3]。

此外，π接可以通过其双入口特性在发生故障时提

供一定程度的备用路径，增强了系统在面对单一点故

障时的韧性，提升了故障响应和恢复能力。但这也意

味着π接的保护和控制系统更为复杂，需要在故障

检测和故障隔离上做出更快速和准确的响应，以保持

系统的稳定。

另一方面，T接由于其设计的简单性，当新能源

通过单一接入点并入电网时，系统的额外短路容量增

加较少，可能导致系统在面临大规模新能源注入时，

对故障的承受能力没有π接方式强。T接接入的新

能源一旦发生故障，会导致整个节点的电压和稳定性

受到较大影响，从而对电网的稳定性构成挑战。这样

的结构在故障发生时，故障点的隔离更为迅速，但

由于没有备用路径，系统的恢复能力较弱。因此，采

用T接的系统需要更多侧重于预防措施和系统稳定

性控制技术的提升，以确保系统能迅速从局部故障中

恢复。

2.2　经济性和成本效益

π接和T接作为新能源接入电力网的2种不同

方式，在经济性和成本效益上存在显著差异。一方面，

由于π接涉及在2个接点接入电网，并包含更复杂

的变电设施和保护系统，在建设阶段的初期投资相对

较高，其运维费用会因多个接入点而增加，需要在多

个地方进行维护和监控[4]。然而，考虑π接通常用

于更大规模的项目，其成本在整个项目中会被较高的

发电量和更优的电网可靠性抵消，可以通过降低系统

失效率和提高电网服务质量来提升整体的经济效益。

另一方面，T接方式由于其直接的单点连接较为

简单，建设成本通常较低，对于小规模或分布式的新

能源项目，能够实现较快的投资回收。但如果新能源

发电功率有大幅波动，会导致对电网稳定性的额外投

入，增加运维成本。新能源接入后对电力市场的整体

经济影响是多方面的，包括降低了能源成本。由于新

能源通常具有较低的边际成本，其接入大规模使用可

以减少对化石燃料的依赖，使整体电力价格水平下降。

此外，项目的投资回收期将受发电效率、运维费用以

及市场电价等因素的直接影响。

2.3　功率质量

当新能源场站通过π接或T接方案接入电网

时，这2种结构对电网的电压稳定性、谐波污染、闪

变以及三相不平衡等功率质量指标都会产生不同的影

响。由于π接提供了2个接入点，在面对负载波动和发电不稳定性时，这种结构能更加有效地维持电压

稳定性，分散风险和影响，减少任意接入点所承受的

压力。谐波污染在π接方式下会得到一定程度的缓

解，由于新能源场站的电力可以通过不同路径进入电

网，分摊到各个路径上的非线性负载将会降低，相应

地减少了谐波的产生[5]。对于闪变现象，π接结构

可以提供更稳定的电压，能够在一定程度上减少由大

型新能源设备产生的瞬时负载变化造成的电压波动，

进而减轻闪变。至于三相不平衡问题，π接方案能

通过2个接入点平衡电流分布，有利于维持三相电流

的均衡。

而对于T接方式，由于所有的新能源功率都是

通过单一点并入电网，电网对电压稳定性的控制更具

挑战性，一旦发电功率突变对系统产生影响，整个连

接点的电压都会受到较大波动。谐波污染在T接方

案中的影响会更加显著。因为所有从场站输出的电能

都集中通过这个节点，并且谐波都将集中传播，所以

更有可能引起电网的谐波问题。T接对闪变现象的抑

制能力会比π接弱，任何新能源发电造成的电压波

动都会直接通过单一连接点对电网产生影响。在三相

不平衡的问题上，与π接相比，T接并未提供附加

的平衡机制，使得三相不平衡问题更加突出，尤其是

当场站出现一相的问题时，整个系统的平衡将受到

冲击。

2.4　调度和控制能力

在电力系统调度和控制方面，π接与T接方案

会对灵活性和控制难度造成不同的影响。采用π接

方式，其双重接入点的设计增加了调度的灵活性，使

得对于供电路径和容量的管理更加灵活，有助于实现

更为精细化的功率分配和优化。在面对新能源出力的

波动性时，能够通过多个路径分散风险并调整输电路

线，以适应不同的发电和负载条件。然而这种复杂的

接入方式也提高了控制的难度，要求使用更高级的监

控系统和智能控制算法来实时监测和协调2个接入点

的状态，以保持电网的稳定运行。解决这一问题的方

法包括采用先进的电网管理系统，如集成了分布式能

源管理系统（Distributed Energy Resource Management

System，DERMS）或高度自动化的电网运维系统。

在对比π接和T接对新能源出力波动性的容纳

和调频响应方面，π接因具备分散风险的优势，在

容纳新能源出力的波动性上表现更优。例如，当新能

源出力突然增加或减少时，π接方式可以调整2个

接入点中的1个或2个来应对这种变化，不仅可以稳

定电网，还能减少对传统电源的调频需求。而T接方

案的单点进入特性决定了对波动性的响应可能会更加