分布式電源并網對供電可靠性的影響分析

高杰

[摘 要]現今，社會對供電可靠性、靈活性、環保性、節能性等的要求越來越高，傳統供電電源和供電模式已遠遠無法滿足未來電力行業的發展，國家也迫切需要研究開發各類可再生能源和新的供電模式。而本文要介紹的分布式電源（Distributed Generation，簡稱DG），就是這樣一個將風能、太陽能等可再生能源轉化為電能的中小型設備，非常符合電力行業的發展。然而，分布式電源在電力系統的應用對電力系統的運行和維護產生了很大影響。本文從其概念、意義、分類和并網技術要求這樣方面介紹了分布式電源，分析了分布式電源對現有供電系統可靠性的影響，旨在為供電可靠性分析提供一定的理論參考、讓分布式電源的運行更加理想。

[關鍵詞]分布式電源； 供電可靠性； 影響

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0394-01

目前，我國電力雖處于一個供大于求的狀態，但其電源結構不是十分合理，嚴重危害生態環境、阻礙經濟社會發展以及影響電力系統安全可靠運行。如何最大限度的利用電力資源、有效提高供電系統可靠性一直是國家需要重點研究的內容，其對電力系統前期的建設、中間的運行以及后期維護都會產生一定的影響。目前我國的供電方式大都是采用電源-輸電網-配電網-用戶傳統供電方式，此技術已相對成熟，但其效率一般在28%～35%左右，對環境的污染嚴重，并仍無法完全滿足供電安全可靠靈活多樣等方面要求，我們需要從一些新理論、新技術方面尋求突破，分布式電源并網研究就是其中之一。因此研究分布式電源并網的方式、分析其對供電可靠性的影響具有十分重要的意義。

一、分布式電源并網系統的概況

（一）分布式電源并網系統的含義

分布式電源并網系統主要是為了滿足用電用戶的需求，有效提高電網運行的經濟性。通常分布式電源并網系統需要與環境友好兼容且就近用戶，可以是所有用戶周圍環境友好型發電設備。再生能源和不可再生能源是分布式電源并網系統的主要能源類型，其中可再生能源并網系統可以對廢能進行高效利用，進而產生電和熱，例如利用廢熱、廢氣以及其他壓差發電來實現能源循環利用。

（二）分布式電源并網系統的分類

根據分布式電源并網系統的特點，可以將分布式電源并網系統分成不同的類別。

1、依據是否和電網進行連接分為電源-用戶型和電源-配電網-用戶型，在偏遠地區，因傳統供電方式的供電能力不足，電源-用戶型分散式電源可以發揮其他用電方式無可比擬作用，其對環境無污染、清潔，據統計其效率可達到40%～50%，此類電源包括風能、太陽能、地熱、潮汐以及生物能等。電源-配電網-用戶型則包括熱電冷三聯產和熱電聯產，其效率可以達到75%以上。

2、產品構成的角度

根據產品構成角度可以分為熱電冷三聯產、熱電聯產供電方式，其中熱電冷三聯產對電源能夠最大限度的進行使用，對環境的傷害也最小，因此是分布式電源發展的方向。

二、分布式電源并網技術的要求

當DG并網到高電壓等級電力系統中時，當分布式供電系統內的電壓質量發生了惡化，就會擴散至整個區域的電力系統，對系統電壓穩定產生重大的影響，給用戶帶來不便，產生十分嚴重的后果。因此國家對并網聯接點以及DG機組的電壓有嚴格的規定，一般情況下，DG機組在35kV以下的配電系統中進行并網。具體并網電壓是根據DG機組容量大小進行確定的，DG機組的容量越大，選擇的并網電壓也就越大。

當分布式供電系統內的電壓波動過大并超出規定范圍時，我們要在在規定的時間內將DG機組和電網進行分離，防止DG機組運行時的電壓波動加劇進而危及電網。

三、分布式電源并網對供電可靠性的影響

目前，分布式電源并網的運行方式主要有三種，每種運行方式對供電的可靠性有不同的影響。

（一）分布式電源為配電系統的備用電源

當分布式電源為配電系統的備用電源時，俗稱 “明備用”，負荷通過開關的操作被轉移，從而利用分布式電源供電。當解除故障以后，再轉向系統電源，從而為用戶正常供電，這種運行方式下，供電可靠性會有一定的提高，但是這種運行方式的供電經濟性能很差，只能在滿足重要負荷需要時才能啟用，國內電力市場化的大環境下，此方案并不多見，因其性價不不高。

（二）配電系統成為分布式電源的備用電源

若是分布式電源為負荷進行供電，就會因為電力負荷波動有限而不能對波動負荷進行連續供電。配電系統作為分布式電源的備用電源，在分布式電源出現缺額時，為其補充缺額；在分布式電源處于富裕時可以將多余的電能輸送給系統。如此一來，對分布式電源以及波動負荷之間的平衡性就有很大的保證，用戶的電能質量得到了很好保障。這種方式用戶只需對配網從配電吸收電量的差值進行支付，在保障用戶用電質量的前提下，投資者可以減少不必要投資，使其利益最大化，此種分布式電源并網方式既確保了電力系統的可靠性，又充分發揮了分布式電源的經濟性。

（三）分布式電源和配電系統并網運行

分布式電源和系統電源并網運行，共同為負荷供電，配電網的輻射式網絡就會轉變為多電源網絡，用戶能夠從不同方向獲取電能，配電系統和分布式電源的互為備用大大提高了用戶供電的可靠性。分布式發電引入配電系統后，可能會產生一種新的運行方式——孤島運行?！肮聧u”是指包含分布式電源的配電網與主配電網分離后，仍然繼續向所在的獨立配電網輸電。無意中形成的孤島，可能會對系統、維修人員等造成危害，而且負荷可能出現的供需不平衡將嚴重損害電能質量，從而降低配電網的供電可靠性。若事先有應對策略來應付孤島的出現，利用孤島最快最大限度地向孤島內的負荷供電，則可以提高配電網的供電可靠性。

根據分布式電源充當的角色不同，對供電可靠性的影響也有不同。當分布式電源作為配電變電站時（即逆變器型分布式電源），因逆變器型分布式電源容量是可擴的，對輸出的功率并沒有限制，故可以當做全網的備用電源。當分布式電源作為配電變電站時，若是元件有了故障，那么對元件進行修復的時間就是停電時間，因為對分布式電源并沒有限制，因此對孤島劃分不需要考慮，供電可靠性得到了很大的提高。這種模式在我國由于有政策支持，現發展很快，尤其是建筑光伏發電和沼氣發電，此類清潔可再生能源有著很好的經濟效益和環境效益。

分布式電源充當發電機組時（即旋轉電機型分布式電源），因為其容量是一定的，故限制了輸出功率。由于要保證孤島內的穩定運行以及電力平衡，這種模式可以提高附近負荷的用電可靠性，而對遠離分布式電源的負荷沒什么意義。

結束語

本文理論分析研究了分布式電源對配電網可靠性的影響，即分布式電源運行方式的不同，其對配電網的可靠性也將產生不同的影響。如果分布式電源是作為配電系統的備用電源來使用，則分布式發電的接入可以提高系統的供電可靠性；如果分布式電源是和系統電源并網運行，控制不好則可能降低系統的可靠性，反之則可以提高可靠性，減少系統故障所帶來的經濟損失。電力企業以及相關部門在運用分布式電源并網的方式時，要綜合考慮，讓供電的可靠性和經濟性能夠充分協調，多方面地對分布式電源并網進行分析，讓分布式電源的運行更加理想。

參考文獻

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