分布式電源并網(wǎng)對供電可靠性的影響分析

高杰

[摘 要]現(xiàn)今，社會對供電可靠性、靈活性、環(huán)保性、節(jié)能性等的要求越來越高，傳統(tǒng)供電電源和供電模式已遠遠無法滿足未來電力行業(yè)的發(fā)展，國家也迫切需要研究開發(fā)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(fēng)能、太陽能等可再生能源轉(zhuǎn)化為電能的中小型設(shè)備，非常符合電力行業(yè)的發(fā)展。然而，分布式電源在電力系統(tǒng)的應(yīng)用對電力系統(tǒng)的運行和維護產(chǎn)生了很大影響。本文從其概念、意義、分類和并網(wǎng)技術(shù)要求這樣方面介紹了分布式電源，分析了分布式電源對現(xiàn)有供電系統(tǒng)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(guān)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(tài)，但其電源結(jié)構(gòu)不是十分合理，嚴重危害生態(tài)環(huán)境、阻礙經(jīng)濟社會發(fā)展以及影響電力系統(tǒng)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(tǒng)可靠性一直是國家需要重點研究的內(nèi)容，其對電力系統(tǒng)前期的建設(shè)、中間的運行以及后期維護都會產(chǎn)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(wǎng)-配電網(wǎng)-用戶傳統(tǒng)供電方式，此技術(shù)已相對成熟，但其效率一般在28%～35%左右，對環(huán)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(shù)方面尋求突破，分布式電源并網(wǎng)研究就是其中之一。因此研究分布式電源并網(wǎng)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(wǎng)系統(tǒng)的概況

（一）分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)的含義

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

（二）分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)的分類

根據(jù)分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)的特點，可以將分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)分成不同的類別。

1、依據(jù)是否和電網(wǎng)進行連接分為電源-用戶型和電源-配電網(wǎng)-用戶型，在偏遠地區(qū)，因傳統(tǒng)供電方式的供電能力不足，電源-用戶型分散式電源可以發(fā)揮其他用電方式無可比擬作用，其對環(huán)境無污染、清潔，據(jù)統(tǒng)計其效率可達到40%～50%，此類電源包括風(fēng)能、太陽能、地?zé)帷⒊毕约吧锬艿取ｋ娫?配電網(wǎng)-用戶型則包括熱電冷三聯(lián)產(chǎn)和熱電聯(lián)產(chǎn)，其效率可以達到75%以上。

2、產(chǎn)品構(gòu)成的角度

根據(jù)產(chǎn)品構(gòu)成角度可以分為熱電冷三聯(lián)產(chǎn)、熱電聯(lián)產(chǎn)供電方式，其中熱電冷三聯(lián)產(chǎn)對電源能夠最大限度的進行使用，對環(huán)境的傷害也最小，因此是分布式電源發(fā)展的方向。

二、分布式電源并網(wǎng)技術(shù)的要求

當DG并網(wǎng)到高電壓等級電力系統(tǒng)中時，當分布式供電系統(tǒng)內(nèi)的電壓質(zhì)量發(fā)生了惡化，就會擴散至整個區(qū)域的電力系統(tǒng)，對系統(tǒng)電壓穩(wěn)定產(chǎn)生重大的影響，給用戶帶來不便，產(chǎn)生十分嚴重的后果。因此國家對并網(wǎng)聯(lián)接點以及DG機組的電壓有嚴格的規(guī)定，一般情況下，DG機組在35kV以下的配電系統(tǒng)中進行并網(wǎng)。具體并網(wǎng)電壓是根據(jù)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(wǎng)電壓也就越大。

當分布式供電系統(tǒng)內(nèi)的電壓波動過大并超出規(guī)定范圍時，我們要在在規(guī)定的時間內(nèi)將DG機組和電網(wǎng)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(wǎng)。

三、分布式電源并網(wǎng)對供電可靠性的影響

目前，分布式電源并網(wǎng)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(tǒng)的備用電源

當分布式電源為配電系統(tǒng)的備用電源時，俗稱 “明備用”，負荷通過開關(guān)的操作被轉(zhuǎn)移，從而利用分布式電源供電。當解除故障以后，再轉(zhuǎn)向系統(tǒng)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(jīng)濟性能很差，只能在滿足重要負荷需要時才能啟用，國內(nèi)電力市場化的大環(huán)境下，此方案并不多見，因其性價不不高。

（二）配電系統(tǒng)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(xù)供電。配電系統(tǒng)作為分布式電源的備用電源，在分布式電源出現(xiàn)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(tǒng)。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(zhì)量得到了很好保障。這種方式用戶只需對配網(wǎng)從配電吸收電量的差值進行支付，在保障用戶用電質(zhì)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(wǎng)方式既確保了電力系統(tǒng)的可靠性，又充分發(fā)揮了分布式電源的經(jīng)濟性。

（三）分布式電源和配電系統(tǒng)并網(wǎng)運行

分布式電源和系統(tǒng)電源并網(wǎng)運行，共同為負荷供電，配電網(wǎng)的輻射式網(wǎng)絡(luò)就會轉(zhuǎn)變?yōu)槎嚯娫淳W(wǎng)絡(luò)，用戶能夠從不同方向獲取電能，配電系統(tǒng)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(fā)電引入配電系統(tǒng)后，可能會產(chǎn)生一種新的運行方式——孤島運行。“孤島”是指包含分布式電源的配電網(wǎng)與主配電網(wǎng)分離后，仍然繼續(xù)向所在的獨立配電網(wǎng)輸電。無意中形成的孤島，可能會對系統(tǒng)、維修人員等造成危害，而且負荷可能出現(xiàn)的供需不平衡將嚴重損害電能質(zhì)量，從而降低配電網(wǎng)的供電可靠性。若事先有應(yīng)對策略來應(yīng)付孤島的出現(xiàn)，利用孤島最快最大限度地向孤島內(nèi)的負荷供電，則可以提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

根據(jù)分布式電源充當?shù)慕巧煌瑢╇娍煽啃缘挠绊懸灿胁煌．敺植际诫娫醋鳛榕潆娮冸娬緯r（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(wǎng)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(fù)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(xiàn)發(fā)展很快，尤其是建筑光伏發(fā)電和沼氣發(fā)電，此類清潔可再生能源有著很好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

分布式電源充當發(fā)電機組時（即旋轉(zhuǎn)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(nèi)的穩(wěn)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(jié)束語

本文理論分析研究了分布式電源對配電網(wǎng)可靠性的影響，即分布式電源運行方式的不同，其對配電網(wǎng)的可靠性也將產(chǎn)生不同的影響。如果分布式電源是作為配電系統(tǒng)的備用電源來使用，則分布式發(fā)電的接入可以提高系統(tǒng)的供電可靠性；如果分布式電源是和系統(tǒng)電源并網(wǎng)運行，控制不好則可能降低系統(tǒng)的可靠性，反之則可以提高可靠性，減少系統(tǒng)故障所帶來的經(jīng)濟損失。電力企業(yè)以及相關(guān)部門在運用分布式電源并網(wǎng)的方式時，要綜合考慮，讓供電的可靠性和經(jīng)濟性能夠充分協(xié)調(diào)，多方面地對分布式電源并網(wǎng)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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