分布式发电接入电力系统存在的问题及对策

姜言峰　李轶群

[摘 要]集中式的发电虽然解决了人们的用电需求，但是也存在一定的问题，如供电的形式不能灵活的满足所有用户的需求，个别地区的供电能力不足，影响当地人们的正常生活的开展。为了能够更好提供电能，给人们的生产和生活提供充足的电能保障，国家发展新型的供电形式--分布式，这样的供电形式有着很强的灵活性，更够保障人们电能使用的需求。笔者根据多年的工作经验，主要针对分布式发电接入电力系统存在的问题及对策进行分析和讨论。

[关键词]分布式发电；接入；电力系统；存在的问题；对策

中图分类号：S725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）24-0400-01

一、分布式发电的概念

分布式发电指的是在用户现场或靠近用电现场配置较小的发电机组（一般低于30MW），以满足特定用户的需要，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。这些小的机组包括燃料电池，小型燃气轮机，或燃气轮机与燃料电池的混合装置。由于靠近用户提高了服务的可靠性和电力质量。技术的发展，公共环境政策和电力市场的扩大等因素的共同作用使得分布式发电成为新世纪重要的能源选择。目前为止，对于分布式还没有一个统一的定义。有人认为它是指靠近负荷侧安装的中小型发电站，不仅可以独立在公共电网中为少量的用户提供电能，还可以把它接入到配电网络中，同时和公共电网一起为用户提供电能。与集中式发电相比，分布式发电以其投资少、环境友好、发电方式灵活等优点受到广泛关注，是一种很有前景的发电方式。

二、分布式发电对电力系统主要影响

1、对配电网的规划的影响

配电网是电力系统的重要组成部分，在当前电力迅速发展和供应紧张的情况下，科学合理的配电网规划不仅可以保证电网运行的安全性和经济性，还有利于配电网建设投资效益的充分发挥。分布式电源大多直接布置在配电网中，对含分布式发电的配网系统进行合理的规划和建设，分布式电源在系统负荷高峰期能够转移一定量的负荷，提高配网系统能源供应的可靠性和稳定性。与此同时，分布式电源在配电网中的合理布点和定容能降低部分馈线电压降落、减少线损和建设输配电设备的投入。

但是，分布式电源的接入使得配网系统电源的构成不再单一，分布式电源在用户侧并网运行使得配电网部分节点支路潮流出现双向流动，改变了传统配电网的运行模式，这对配电网规划的负荷预测、网络潮流计算、电源结构布置等带来了大量的不确定性因素。此外，分布式发电中的太阳能，风能等新能源发电具有显著的随机性和间歇性，输出功率极不稳定且难以控制，不具备“电网友好型电源”的特征，该类电源大量接入将对配网系统的安全稳定运行产生极大影响，限制了配网系统接纳该类分布式电源的能力。

2、对系统运行可靠安全性的影响

分布式发电接入电力系统之后极有可能导致整个系统运行可靠性和安全性的下降，特别是典型放射状配电系统，将直接改变原有电力系统结构，使得短路电流等关键参数均发生不同程度的变化。甚至于会促使原有网络设计的保护装置出现误动作情况，严重破坏了保护设备相互之间的协调运行，降低自动重合闸的保护性能。如要要进行分布式发电并网运行时，一定要保证系统可靠接地，以防止单相接地短路时非故障相出现过电压，给工作人员的人身安全造成危害。在分布式发电系统与主网分离之后，就会有孤岛的出现，而且很多情况下这种孤岛的出现是难以避免的。

三、分布式发电接入电力系统存在的问题及对策

1、潮流计算

分布式电源接入电力系统以后，配电网的电源配置结构也随之变化，因此为了满足发电工作的正常进行，其潮流计算也需要更新。由于分布式发电的电源技术类型、控制策略和运行方式具有多样性，因此电网潮流计算模型和传统发电组的计算模型不完全相同，其节点类型可能不同于传统节点形式，因此需要根据具体情况制定收敛性较好的潮流算法。确定性潮流计算法在应用于分布式电源时计算量较大，而潮流计算法则可以很好的解决这一问题。

2、电能质量

电能质量即供电设备正常工作情况下的多方面电能指标的偏差，对于分布式发电而言，电压波动或善变、谐波、过电压、电压跌落及涌流问题的出现则说明电能质量受到影响。为解决以上的问题，可以利用短路比以及刚性率对分布式电源对电网电压的质量影响进行评估，并且通过旋转型和逆变型电源的变化来分析其对系统电压的影响，一般情况下可以用相关储能方法来控制发电过程中的电能波动对供电电压的影响。

3、电压控制

分布式电源接入电网后其电压的控制需要从自身和外因双方面入手，通过对分布式发电系统的加强来实现自身控制，并且对电压控制的方法进行优化设计。除此之外，通过无功补偿设备的配合能够对发电工作进行优化和协调，从而实现外部控制。

4、故障分析

分布式电源的并网使得配电网拓扑结构和短路电流的各方面数据发生变化，从而使得配电网中保护设备的运行受到影响。由于不同的分布式电源类型的短路计算模型以及对短路电流水平的造成不同程度的影响，因此其相应的解决措施与传统发电也所差别。传统旋转式分布电源在接入电力系统后，其短路电流的配置与变电站基本一致，其产生的短路电流都较大。但运用逆变器的并网分布式电源有其独特的接口属性和控制策略，因此对发电机故障的相应特征也造成了很大的改变，产生的短路电流一般较小。

在产生故障以后，分布式发电的故障定位与恢复方式和传统发电有所不同，因此传统的方法无法准确解决分布式发电的问题。为了准确实现分布式发电中的故障定位并且使其具有科学的恢复算法，可以采用具有多代理技术的故障恢复方法，该种方法相比较原有方法，能够具有更高的效率，并且能够很大程度上提高成功率。要适应分布式电网的配置保护，就需要制定合理的方案。就目前的保护方案中，常用的是在配电网中设置故障限流器，能够在发生故障以后将电流降低，从而不会对原有保护配置造成任何影响。在分布式电源接入电力系统前，要先改进原有的保护策略，并且根据具体情况创建新的保护方案。

5、稳定性分析

稳定性分析主要适用的是输电网，一般不会涉及到配电网，但在分布式电源渗透容量增大的同时，系统的功角以及电压、频率的稳定性都会受到较大的影响。面对这样的问题，就需要进行稳定性分析，纤维分布式发电系统稳定性建模，然后对集成分布电源的稳定性进行分析。分布式发电系统的动态特征除了原有的本性以外，电力电子换流器以及控制系统也有其独有的特征，不同类型的分布式电源对配电系统的静态电压会造成不同的影响。

结束语

分布式发电所具有的节能、环保、投资少、占地小的特点使其与传统集中式发电系统的比较中占据巨大优势，虽然目前我国主要还以集中式供电为主，但随着能源的短缺和环境压力的增加，这样一种可持续发展的发电方式势必会在电网中占据主导地位。智能电网的实现，使得用户与电力公司的互动更加灵活，即使分布式发电大量接入配电网，通过智能电网强大的通讯能力，電力公司也能实时了解用户电力需求，这样会让需求侧管理更加方便。

参考文献

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