分布式能源對配電網高效運行的影響

馮志遠

（廣東電網 梅州豐順供電局，梅州 514300）

隨著經濟社會的發展，傳統集中式供能方式越來越難以滿足社會需求。作為新一代的供能模式，分布式能源系統是對傳統集中式電網的有力補充。傳統配電網主要采用集中式供電，由一地集中發電然后向較遠距離輸送，這種方式也是我國目前主要的配電方式。但是，這種配電方式在社會發展過程遇到了越來越多的問題。分布式配電可以有效解決這些問題，大大減少電能損耗，最大程度地提高電能利用率。近些年來，我國供電模式仍然面臨諸多問題，例如，電能損耗大、污染嚴重、城鄉用電差距大，企業及個人用電負荷存在隨機性等。這些問題對電網規劃、運行提出了更高的要求。傳統的集中供電和遠距離傳輸方式越來越難以滿足現實需求。

1 分布式發電的優點

分布式發電（Distributed Generation，DG）是一種非集中式的發電方式。這種方式的發電功率一般在在幾千瓦至數百兆瓦。分布式發電是一種小型的、分散的發電單元，大多數情況下它分布在配電網和負荷附近。現有分布式發電主要類型包括：以液體或氣體為燃料的微型火力發電、地熱發電、光伏發電、光熱發電、風力發電和生物質能發電等。相對于傳統集中供電模式，分布式發電直接面向用戶。按用戶用電需求供電，減少了供電損耗和運輸電能成本，同時保證了用電的安全性。分布式電網系統經過優化和整合，可以更好地利用電能，實現了多個功能目標。傳統電力系統技術要求高、安全性低、很容易引起大規模停電。對于城市來說，停電無疑是一場巨大災難，會造成巨大經濟損失。遠距離傳送電能損耗巨大，在用電高峰期難以滿足用戶的用電需求。傳統發電模式將加劇環境污染，而環境承載能力十分有限。

分布式發電通常應用在中低壓電力配送系統中。這就決定了它在末端配電系統中更加靈活。分布式發電彌補了傳統配電系統只能送達而不能分配的缺陷。分布式電能系統最大的優勢是在冷熱電聯產中的應用。所謂冷熱電聯產就是指將發電、制冷、供熱的能量轉換相互連接的過程。對于熱和冷來說，要想實現遠距離是相當困難的，并且就算建成了運輸通道，其經濟效益也非常低。由于城市規劃和發展的需求，大型發電廠周圍往往沒有充足的冷、熱用戶需求，從而無法實現聯產，造成資源的白白浪費。分布式發電本身就是一個開放性的系統，可以盡可能地滿足用戶需求。將原來的被動輸送方式轉變為主動的輸出方式，降低能源損耗，最大程度提高能源利用率[1]。

2 分布式能源對配電網的影響

分布式能源接入配電網絡，將加強傳統電網的安全性和實用性。但分布式發電系統接入電網后所帶來的問題也不斷顯現出來，主要體現在：電網規劃、配電網繼電保護、電壓分布、電能質量以及供電可靠性等方面。

2.1 配電網繼電保護

繼電保護裝置在電力系統中發揮著重要作用。分布式電源接入電網后，配電網發生了根本性變化，不再是原來簡單的單側電源系統。這種改變對原有繼電保護系統造成了一定程度的影響。其影響主要表現在孤島運行、自動重合閘和過電流保護等。當分布式發電系統發生故障時，電網中的殘壓將會導致電壓檢測不準確，影響設備的正常運行。當發生孤島運行時，由于失去了接地中性點，這將會引起過電壓危機，嚴重影響機組的正常使用。因此，為了電網系統安全，必須重新建立分布式發電系統保護。

2.2 電能質量

分布式能源在改善能源結構和發電形式的同時，也必將會影響電能質量。分布式電能接入電網后會增加電網中的非線性負荷，引起電流、電壓發生畸變，影響電能質量。其主要表現在以下兩個方面：一是電壓閃變，電壓突然變化將會造成人的視覺疲勞，影響機組的正常運行；二是長時間或短時間的電壓偏移會對整個系統電壓反饋設備和分布式單元間的相互作用造成不利影響[2]。

2.3 可靠性

電力系統將電源和用戶連接，其可靠性需要通過配電系統來體現。目前，配電系統可靠性評估方法主要包括解析法和模擬法。當電力系統出現故障后，部分機組停止運行，但其他電力機組可以繼續運行。這就避免了大規模的停電，為生產和生活用電提供強有力的保障。但是，當出現孤島運行狀態時，它會嚴重威脅搶修人員的生命安全。此外，當分布式電源與繼電保護系統不能很好地相適應時，將會引起繼電保護系統錯誤操作，降低了電力系統可靠性。分布式電力系統安裝位置、連接方式等都會影響配電系統的可靠性。

2.4 電網規劃

分布式發電作為一種新型發電技術，彌補了傳統大規模發電系統的缺陷。由于設計規劃不合理，分布式發電系統接入電網后也帶來了以下問題。

一是由于分布式系統發電量的不確定性，必須要有傳統電網作為備用。從這方面看，分布式系統與傳統系統相比建設費用并沒有減少。二是由于傳統電力系統在規劃建造之初并沒有考慮加入分布式系統，這就給電力系統的規劃建設帶來一定困難。三是由于分布式電力系統的隨機性和靈活性，其不能提供持續可靠的電能。這給建設基站和配電網絡帶來了巨大挑戰。四是如果分布式接入配電系統后，其規劃不符合實際需求，將可能出現設備利用率低、損耗增加、電網可靠性降低等諸多問題。因此，在分布式電源接入電網時，人們一定要充分考慮、合理規劃。

3 結語

隨著社會的不斷發展和社會用電需求加大，我國也不斷加強電力系統建設。分布式能源成為傳統電網中不可或缺的一部分。目前，我國對分布式電力系統的應用還不是很成熟，因此在應用分布式電力系統時，人們必須充分認識到其給傳統電網帶來的沖擊，在此基礎上充分發揮分布式電源的積極效應。分布式發電將會顯著改善傳統電網配電模式，大大降低電能損耗和環境污染，提高電能利用率。