分布式發電接入電力系統存在的問題及對策

姜言峰　李軼群

[摘 要]集中式的發電雖然解決了人們的用電需求，但是也存在一定的問題，如供電的形式不能靈活的滿足所有用戶的需求，個別地區的供電能力不足，影響當地人們的正常生活的開展。為了能夠更好提供電能，給人們的生產和生活提供充足的電能保障，國家發展新型的供電形式--分布式，這樣的供電形式有著很強的靈活性，更夠保障人們電能使用的需求。筆者根據多年的工作經驗，主要針對分布式發電接入電力系統存在的問題及對策進行分析和討論。

[關鍵詞]分布式發電；接入；電力系統；存在的問題；對策

中圖分類號：S725 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）24-0400-01

一、分布式發電的概念

分布式發電指的是在用戶現場或靠近用電現場配置較小的發電機組（一般低于30MW），以滿足特定用戶的需要，支持現存配電網的經濟運行，或者同時滿足這兩個方面的要求。這些小的機組包括燃料電池，小型燃氣輪機，或燃氣輪機與燃料電池的混合裝置。由于靠近用戶提高了服務的可靠性和電力質量。技術的發展，公共環境政策和電力市場的擴大等因素的共同作用使得分布式發電成為新世紀重要的能源選擇。目前為止，對于分布式還沒有一個統一的定義。有人認為它是指靠近負荷側安裝的中小型發電站，不僅可以獨立在公共電網中為少量的用戶提供電能，還可以把它接入到配電網絡中，同時和公共電網一起為用戶提供電能。與集中式發電相比，分布式發電以其投資少、環境友好、發電方式靈活等優點受到廣泛關注，是一種很有前景的發電方式。

二、分布式發電對電力系統主要影響

1、對配電網的規劃的影響

配電網是電力系統的重要組成部分，在當前電力迅速發展和供應緊張的情況下，科學合理的配電網規劃不僅可以保證電網運行的安全性和經濟性，還有利于配電網建設投資效益的充分發揮。分布式電源大多直接布置在配電網中，對含分布式發電的配網系統進行合理的規劃和建設，分布式電源在系統負荷高峰期能夠轉移一定量的負荷，提高配網系統能源供應的可靠性和穩定性。與此同時，分布式電源在配電網中的合理布點和定容能降低部分饋線電壓降落、減少線損和建設輸配電設備的投入。

但是，分布式電源的接入使得配網系統電源的構成不再單一，分布式電源在用戶側并網運行使得配電網部分節點支路潮流出現雙向流動，改變了傳統配電網的運行模式，這對配電網規劃的負荷預測、網絡潮流計算、電源結構布置等帶來了大量的不確定性因素。此外，分布式發電中的太陽能，風能等新能源發電具有顯著的隨機性和間歇性，輸出功率極不穩定且難以控制，不具備“電網友好型電源”的特征，該類電源大量接入將對配網系統的安全穩定運行產生極大影響，限制了配網系統接納該類分布式電源的能力。

2、對系統運行可靠安全性的影響

分布式發電接入電力系統之后極有可能導致整個系統運行可靠性和安全性的下降，特別是典型放射狀配電系統，將直接改變原有電力系統結構，使得短路電流等關鍵參數均發生不同程度的變化。甚至于會促使原有網絡設計的保護裝置出現誤動作情況，嚴重破壞了保護設備相互之間的協調運行，降低自動重合閘的保護性能。如要要進行分布式發電并網運行時，一定要保證系統可靠接地，以防止單相接地短路時非故障相出現過電壓，給工作人員的人身安全造成危害。在分布式發電系統與主網分離之后，就會有孤島的出現，而且很多情況下這種孤島的出現是難以避免的。

三、分布式發電接入電力系統存在的問題及對策

1、潮流計算

分布式電源接入電力系統以后，配電網的電源配置結構也隨之變化，因此為了滿足發電工作的正常進行，其潮流計算也需要更新。由于分布式發電的電源技術類型、控制策略和運行方式具有多樣性，因此電網潮流計算模型和傳統發電組的計算模型不完全相同，其節點類型可能不同于傳統節點形式，因此需要根據具體情況制定收斂性較好的潮流算法。確定性潮流計算法在應用于分布式電源時計算量較大，而潮流計算法則可以很好的解決這一問題。

2、電能質量

電能質量即供電設備正常工作情況下的多方面電能指標的偏差，對于分布式發電而言，電壓波動或善變、諧波、過電壓、電壓跌落及涌流問題的出現則說明電能質量受到影響。為解決以上的問題，可以利用短路比以及剛性率對分布式電源對電網電壓的質量影響進行評估，并且通過旋轉型和逆變型電源的變化來分析其對系統電壓的影響，一般情況下可以用相關儲能方法來控制發電過程中的電能波動對供電電壓的影響。

3、電壓控制

分布式電源接入電網后其電壓的控制需要從自身和外因雙方面入手，通過對分布式發電系統的加強來實現自身控制，并且對電壓控制的方法進行優化設計。除此之外，通過無功補償設備的配合能夠對發電工作進行優化和協調，從而實現外部控制。

4、故障分析

分布式電源的并網使得配電網拓撲結構和短路電流的各方面數據發生變化，從而使得配電網中保護設備的運行受到影響。由于不同的分布式電源類型的短路計算模型以及對短路電流水平的造成不同程度的影響，因此其相應的解決措施與傳統發電也所差別。傳統旋轉式分布電源在接入電力系統后，其短路電流的配置與變電站基本一致，其產生的短路電流都較大。但運用逆變器的并網分布式電源有其獨特的接口屬性和控制策略，因此對發電機故障的相應特征也造成了很大的改變，產生的短路電流一般較小。

在產生故障以后，分布式發電的故障定位與恢復方式和傳統發電有所不同，因此傳統的方法無法準確解決分布式發電的問題。為了準確實現分布式發電中的故障定位并且使其具有科學的恢復算法，可以采用具有多代理技術的故障恢復方法，該種方法相比較原有方法，能夠具有更高的效率，并且能夠很大程度上提高成功率。要適應分布式電網的配置保護，就需要制定合理的方案。就目前的保護方案中，常用的是在配電網中設置故障限流器，能夠在發生故障以后將電流降低，從而不會對原有保護配置造成任何影響。在分布式電源接入電力系統前，要先改進原有的保護策略，并且根據具體情況創建新的保護方案。

5、穩定性分析

穩定性分析主要適用的是輸電網，一般不會涉及到配電網，但在分布式電源滲透容量增大的同時，系統的功角以及電壓、頻率的穩定性都會受到較大的影響。面對這樣的問題，就需要進行穩定性分析，纖維分布式發電系統穩定性建模，然后對集成分布電源的穩定性進行分析。分布式發電系統的動態特征除了原有的本性以外，電力電子換流器以及控制系統也有其獨有的特征，不同類型的分布式電源對配電系統的靜態電壓會造成不同的影響。

結束語

分布式發電所具有的節能、環保、投資少、占地小的特點使其與傳統集中式發電系統的比較中占據巨大優勢，雖然目前我國主要還以集中式供電為主，但隨著能源的短缺和環境壓力的增加，這樣一種可持續發展的發電方式勢必會在電網中占據主導地位。智能電網的實現，使得用戶與電力公司的互動更加靈活，即使分布式發電大量接入配電網，通過智能電網強大的通訊能力，電力公司也能實時了解用戶電力需求，這樣會讓需求側管理更加方便。

參考文獻

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