分布式發電及其在電力系統中的應用研究綜述

摘要：能源問題日益影響到我國經濟的進一步發展，隨著近年來能源匱乏現象的加劇，新能源開發等問題越來越受到國家重視。分布式發電技術能夠滿足我國未來發展規劃與戰略中的節能減排的目的，同時能夠促進可再生能源再開發，因此國家對于這項技術一直保持著足夠的重視。本文從分布式能源供電系統探討出發，針對其與電力系統并網產生的意義，反應出供電的穩定性、環保性等，在減少污染，降低成本的基礎上，分布式發電也呈現出高靈活性、較強兼容性等特點，因此在新型發電技術中受到了很高的重視。本文在分析分布式能源供電系統并網后對電能質量、系統故障以及潮流計算等帶來的影響的同時，也提供了一些解決對策。

關鍵詞：分布式能源;供電系統;電力系統并網;相關研究

1 引言

電力企業為實現電力系統運行的安全性與穩定性，為實現電力企業的長期發展，會通過合理地規劃配電系統以提高電力系統運行的安全性與可靠性，實現電力企業的綜合效益?，F階段，我國電力企業配電系統在提高電能時存在著可靠性不高、配網線損較大的問題，但分布式發電有著供電安全穩定、成本低以及環保節能的優點，因而得到了電力企業的高度關注。分布式發電不僅可以提升電網供電的安全性與可靠性，還可以有效地提高電能利用的效率，總之，研究探討分布式電源在配電網中布點規劃具有重要的現實意義。

2 分布式電源的概念

分布式電源（DistributedGeneration，DG）是分布在配電網中或著用戶周圍的小型化、模塊化的發電系統，其發電功率一般在數十千瓦到數十兆瓦這一范圍內，分布式電源具備環保節能、電能利用率較高以及安裝位置靈活性強等優點。在配電網中接入分布式電源有著許多的優點，對配電網潮流及保護進行改變，所以應該要對配電網布點規劃進行重新設計。

分布式發電是指為實現某些特定用戶的用電需求和已有配電網絡運行的經濟性，而在用戶區域或其周圍設置和安裝小型的發電機組，一般小于或坐落在用戶附近使得負荷的供電可靠性及電能質量都得到增強，或者因為就地運用熱電聯產的原理來提高效率的一種發電形式?，F階段，分布式電源具備著可以降低環境污染，節約用戶費用支出，靈活性高、效率高以及能源利用效率高等優點。并且分布式發電技術會隨著的不斷創新與改進的技術水平而降低其成本，在配電系統中分布式發電所占比重也會呈上升趨勢。

3 研究目的及意義

3.1 研究目的

電力資源作為人類社會發展必不可少的資源?！半姟睂τ谌祟惖纳a、生活而言，具有重要的意義。首先，電力資源的使用，從一定程度上推動了社會的進步，促進了人類經濟水平的發展;其次，在人們生活的方方面面，電力資源都發揮了重要的意義與價值。[4]不過，在重視對電力資源的開發與使用的過程中，不能忽視一個嚴重的問題：電力資源的大量使用，不僅造成了能源緊缺，同時污染環境，傳統電力系統的缺點越來越明顯。如傳統電力系統穩定性差、安全性能低，而且事故頻發。

從電力事故頻發的各種事件也不難看出，我國過去的“大電網”思維模式存在相當嚴重的問題，如大電網聯網以及后期維護費用高、資源利用率相對較低，同時其局部事故容易擴散。然而，相比“大電網”思維模式，分布式能源供電系統優勢明顯，首先分布式能源供電兼容性強、靈活性高;其次，與傳統的發輸電設施相比，分布式發電設備的位置靠近負荷中心，更為貼近用戶，因此分布式能源系統能夠解決傳統電力系統帶來的一系列問題。

3.2 研究意義

分布式發電在經濟、環保等方面具有不可替代的優勢，不僅如此，分布式發電也能夠減小能源供電的風險性，提高能源使用的環保性，加強能源使用與供電系統的可靠性。與傳統的發輸配電設施比較，分布式能源供電系統能夠更加貼近用戶，靠近能源負荷的中心，同時能夠降低輸電網絡的損耗，且分布式能源供電系統占地面積與空間體積都較小，大量投入使用能夠進一步減少資本、供電成本的投入，降低國家集體供電的成本。

4 分布式電源在配電網中布點規劃的研究

4.1 分布式電源在配電網中的布點規劃

從總體上來說，分布式電源在配電網中的布點規劃一般可以分為以下兩步：①按照自然資源分布的不同以及國家相關能源政策規定來對分布式電源的類型、數量以及位置進行規劃，這一步驟考慮的僅僅是不同類型的分布式電源能夠安裝在什么樣的位置，即僅對環境限制因素進行考慮與分析。②根據分布式電源接入的配電網的實際運行狀況，在前一步驟所得結果的合理范圍內，對一種或多種分布式電源的最恰當數量和安裝位置進行重新考慮與規劃。

在分布式電源在配電網中布點規劃時，必須考慮到以下因素，由于發電側電力市場的競爭會日益激烈，進入電力競爭市場的發電設備也會呈上升趨勢，所以在進行布點規劃時必須對分布式電源的電氣特點及經濟可行性進行綜合考慮，并加強分布式電源的布點的可行性分析、經濟性分析以及工程分析工作。例如對以下情況進行分析：配電網電能的損耗最低值，電壓分布情況和三相短路電流是否在規定范圍之內，接入分布式電源而使電力系統的運行與管理費用上升等等。另外，應該對分布式電源的并網技術，規劃方案的實施步驟，國家補貼政策以及相關新能源發電的支持政策等進行全面考慮。規劃的全過程主要包括了三個大的方面，即經濟分析、財政分析和工程分析，其中，國家、政府及相關行政管理部門和電力企業相應的政策取向也與整個規劃過程息息相關。

通常情況下，在配電網中接入較為大型的分布式電源一般會選用像大型風電廠這樣的規劃方案。除此之外，還有另一種較為特殊的情況，即在孤立的電力系統中研究分布式電源的布點規劃。一般是通過一種或多種分布式電源的相互合作來為孤立的配電網進行電力的供應，例如在利用風能或太陽能發電的基礎上，將規定數目的蓄電池安裝好，同時其備用電源是公共電力系統或燃料為柴油的發電機組，在這一種特殊的電力系統之中，如何通過對不同的分布式電源進行配合分布進而實現最優的供電方式是最為關鍵的問題。

4.2 分布式電源的擴展規劃

隨著我國經濟的不斷發展和居民生活質量水平的不斷提高，電力系統的供電覆蓋范圍呈不斷擴大的趨勢，為滿足居民不斷上升的用電需求，必須對配電網進行不斷擴大與改進，這樣也可以在某種程度上提高電力企業的效益發展。在配電網中接入分布式電源，可以滿足配電網擴展規劃的要求，通過接入分布式電源來擴展原有輸電線路上的節點，在原有線路上擴展更多的節點與支路。分布式電源的擴展規劃利用的是通過電力系統中負荷的變化狀態來完成擴展規劃的原理，通過對分布式電源進行合理地安裝，科學合理地制定配電網的整體規劃方案，通過對分布式電源的有效運用來實現配電網的升級、變電所的擴容與增容、輸電線路的建設等。比如，針對分布式電源并網問題來分析某一區域配電網的局部區域，該地區的原有輸電線路上有三個節點和兩條支路，如果要將原有線路上的節點、支路分別擴展到十個、十六條，則應該在這一輻射形網絡上的分布式電源設備進行合理規劃。

5 結語

我國目前的用電形式十分嚴峻和緊張，分布式能源的出現有效的緩解了我國的用電壓力，十分符合我國目前施行的可持續發展觀，具有十分客觀的發展前景。

參考文獻

[1]李寧.分布式電源在配電網中布點規劃研究[J].東北電力大學學報，2015（2）：38～40.

[2]李博，呼翔宇.考慮分布式發電的配電網規劃問題的研究[J].城市建設理論研究（電子版），2014（36）：35.

作者簡介：李勝杰（1975年-），男，漢，山東省茌平縣，研究生，高級工程師，研究方向：電力工程。