分布式發電與并網技術的研究與探討

趙化峰+郭權利

摘 要：分布式發電的研究具有多元性、廣泛性以及代表性。目前，電力系統的發展和能源發展現狀，分布式發電研究具有重要的理論意義和重要的應用價值。同時介紹了國內外分布式發電的發展現狀和應用前景。本文分析了分布式并網系統和分布式發電對電力系統規劃，電力質量，繼電保護和可靠性以及配電網分布式發電和分布式發電前景的影響。

關鍵詞：分布式發電；電力系統；配電網；并網技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.159

1 分布式發電技術

在電力系統不斷發展改進的過程中，分布式發電以其獨特優勢以及具有廣闊發展空間的前提下，不斷應用而生。 近年來分布式發電技術以其獨有的環保性、經濟性引起人們越來越多的關注。本文在簡要概述分布式電源及其并網技術應用情況的基礎上，介紹主要分布式電源的特點、主要涉及分布式發電并網的接口技術，含分布式電源的系統規劃與設計及其優化，含分布式電源的系統分析、運行與控制，孤島檢測、緊急控制與繼電保護等方面。最后指出分布式電源及并網技術的未來發展趨勢與方向。

DG是指靠近用戶端安裝的一些中小型發電裝置。 它可以直接向少數用戶直接供電，不受公共電網的需求，或者與公共電網一起進入配電網絡，為用戶提供電力。

1.1 幾種分布式發電技術

（1）天然氣作為普通燃氣輪機，內燃機和微型燃燒發動機為基本核心發電系統。

（2）燃料電池發電系統。其中有：磷酸燃料電池PAMFC，質子交換膜燃料電池PEMFC，熔融碳酸鹽燃料電池MCFC，固體氧化物燃料電池。

（3）太陽能光伏電池發電系統。

（4）風力發電系統。

（5）生物質能發電系統。

2 分布式發電的并網

近年來，DG和常規電力系統的運行趨勢越來越明顯。 DG網絡有兩個方面的問題：一是網絡本身的結構和性能； 另一個DG在電網之后對電力系統的運行，控制，保護等方面的影響。

2.1 分布式發電并網系統

DG并網系統包括兩個含義：在DG和電網之間建立設備之間的物理連接，即硬件。DG與外界形成電氣連接手段。 同時，依靠這些電接觸的硬件，也可以實現DG單元的監控，控制，測量，保護和調度功能。 每個DG在電網系統中的應用不一定包含所有組件，具體由市場需求選擇，技術特點以及相關規范和標準驅動。

2.2 DG 并網對電力系統影響

DG的出現改變了配電系統的單向模式，使得趨勢不可預測。這種非常規的趨勢模式可以產生很多的影響：趨勢的變化使得電壓調整難以維持，并可能導致配電網電壓調節裝置，如果從DG到變電站的流量足夠大， DG可能過載，從而影響系統電源的可靠性。當繼電保護裝置具有重合閘功能時，當配電網絡系統發生故障時，DG必須在關閉時間之前移除，否則會導致電弧重新點火，從而使重合閘不成功。當DG電源進入電網時，原來的繼電保護區會減小，從而影響繼電保護裝置的正常工作。如果原配電網絡繼電器沒有敏感性能方向，當其他并聯故障時，會導致繼電器DG分支的故障安裝，造成主分支電源故障。島操作被定義為與主系統分開運行的網絡的單獨部分，由一個或多個分布式電源供電。當保護動作切斷故障形成后，DG從配電網隔離，仍然繼續給予部分負載電源，發生島嶼現象。隔離島是一個不受控制的電力系統，會有發電和電源之間的不平衡問題，而島電網沒有電壓，頻率控制，其特點是不可預測的。島上目前的分銷網絡是立即停止所有分布式發電設備的運行，使整條線路處于無功狀態，防止可能的設備損壞，消除潛在的安全隱患。當DG通過變壓器，電纜線，開關等連接到配電網絡時，一旦配電網絡故障和系統側開關關閉，DG側開關將斷開，如果DG變壓器未連接到負載，變壓器電抗和電纜電容可能發生鐵磁共振，由過電壓引起，也可能引起大的電磁力，使變壓器產生噪聲或損壞變壓器。

3 分布式電源的應用前景

隨著分布式發電技術水平的提高，各種分布式電力設備性能的不斷提高和效率的不斷提高，分布式發電成本也在不斷下降，分布式發電應用將不斷擴大，可以覆蓋包括辦公樓，酒店，商店，酒店，家庭，學校，醫院，福利院，養老院，大學，體育館等場所。目前，這個電力供應在中國只占很小一部分，但可以預計未來幾年，分布式電力供應不僅可以作為集中發電的重要補充，也將在能源綜合利用中占有一席之地一個非常重要的位置。

因此，無論是解決城市供電問題，還是要解決農村偏遠地區的電力問題，都有巨大的潛在市場，一旦遇到主要障礙和瓶頸，分布式發電系統將會飛速發展。總之，分布式發電技術的應用前景非常廣闊。

4 結 論

隨著二十一世紀分布式發電的不斷發展，電力行業越來越明顯。 同時，分布式發電是發電和能源綜合利用的新型的，有前途的方式。 DG作為當今國際電力系統研究的前沿，其研究重點集中在DG對現有電力系統和相互作用機制的影響。 然而，大量分布式電源的接入將為配電網的安全和穩定帶來新的挑戰。 因此，有必要研究分布式供電配電網帶來的新問題，并解決這些解決方案對促進中國經濟快速發展的影響。在不斷發展新興能源網絡的同時更要鞏固自身的堅強電網，保證電力行業安全穩定經濟運行。

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