淺論分布式能源供電系統與電力系統并網

李才良

【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，反映出供電的穩定性、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

電力資源是當前及未來的一種重要資源。“電”對于人類的生產、生活而言，具有重要的意義。一方面，電力資源極大地提高了人們的生活水平以及國家的經濟發展水平，另一方面，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：大量使用電力資源容易帶來不可避免的能源緊缺以及環境污染等問題，同時傳統電力系統的缺點也日益凸顯出來。過去的電力系統導致電力系統的穩定性不高、安全性較差，且一些電力事故頻頻發生。

從電力事故頻發的各種事件也不難看出，我國過去傳統的“大電網”思維存在一定的缺點，大電網的局部事故容易擴散，且其聯網、維護的成本高，同時電力資源的利用率卻不高。分布式能源供電系統則不同，一方面分布式能源供電方式具有靈活性高、兼容性強等特點，另一方面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。

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。

基于此，本文從發展分布式發電方式的優點著手進行分析，隨后對分布式發電接入設備與電力系統存在的問題進行簡要說明，通過對分布式能源供電系統與電力系統并網展開研究，能夠進一步豐富我國的能源與供電系統的改革方式。

2.國內外研究現狀

2.1國外研究現狀

分布式能源供電系統是指不直接與集中輸電系統相連的35KV及以下電壓等級的電源，其中主要包括發電設備、儲能裝置等。例如分布式能源供電系統可以利用操作現場產生的廢氣、廢熱和多余壓發電，這一點與傳統電力系統相比，具有污染低、更可靠、更穩定、靈活性強等優點。國外學者Alyde（1970）分布式能源可以將熱力、制冷、蓄能、燃氣、電力等眾多技術結合起來，將多種能源融合在一起用以發揮更大的作用，并且大幅度提高能源的有效利用率，減少資金的投入。

分布式能源供電系統與傳統電網供電系統存在很大的區別^[1]。其一，分布式能源供電系統并非采用傳統的發電技術，而是選用先進的材料與技術、結合行業最新的制造技術以及自動控制系統等新工藝、新技術來進行能源供電;其二，分布式能源供電系統是一種以自動控制技術為基礎而形成的新能源生產系統;其三，分布式能源供電系統可以高效地利用發電時產生的廢棄能源，在現場生產可再生能源。國外學者柯特（2008）分布式能源供電系統與電力系統并網后，可顯著提高電力系統的可靠性。即使電網斷電，分布式能源供電系統可憑借自身新工藝和新技術繼續保持供電，從而確保連續供電。^[5]

Lafer·H·Welse認為和傳統電力系統能源供應相比，分布式能源供電系統采用多元化的能源利用類型和供應渠道以及多樣化的發電能源供應戰略，有效保證能源供應的安全性，有效緩解傳統能源緊缺造成電力能源緊缺問題;最后，分布式能源供電系統的規模小且分散，發生意外事故或電力災害的可能性更小，比傳統供電系統的安全性更高，供電也更加穩定。

2.2國內研究現狀

分布式能源供電系統并入電力系統會影響配電網拓撲結構和短路電流，并導致數據發生變化，最終引起設備出現運行故障。由于分布式能源供電系統的差異，分布式能源供電系統并入電力系統引起的故障類型和故障排除方法也不同。如傳統旋轉式分布式能源供電系統會產生較大的短路電流，而逆變器并網分布式能源供電系統產對發電機產生故障有不同的特征，并產生較小的短路電流。葛青峰，王永志（2011）^[6]分布式能源供電系統是指不直接與集中輸電系統相連的35KV及以下電壓等級的電源，主要包括發電設備和儲能裝置，它與傳統電網供電系統有很大的區別。它并非采用傳統發電技術，而是以先進的材料技術、制造技術以及自動控制系統等新工藝新技術為基礎形成的新能源生產系統。

國內還有一些學者認為分布式能源供電系統可以高效的利用發電時產生的廢棄能源，例如利用現場產生的廢氣、廢熱和多余壓發電，在現場生產可再生能源。與傳統電力系統相比，它具有污染低、可靠性和穩定性高、靈活性強的優點。

3.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。從我國經濟發展趨勢以及我國能源局勢來看，分布式能源供電系統與電力系統并網必然成為未來發展趨勢。雖然，分布式能源供電系統的并入對電力系統的電量質量、系統故障、潮流計算以及其它方面產生一定的影響，但是依舊不能阻擋歷史的車輪，分布式能源供電與電力系統的并網運行將越來越普遍。

總而言之，分布式能源符合天然氣發展戰略的需求，有助于緩解用電緊張的情況，減少電網的壓力，使得能源利用率大大提高。本文對分布式能源供電系統與電力系統并網的相關研究，希望可以在能源利用率方面進行有所改善，推動我國電力事業的發展。

【參考文獻】

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