分布式發電接入電力系統若干問題的研究

陳曦++劉琪

摘 要：基于電力市場可持續發展戰略構想，分布式發電技術以其獨有的特性受到了世界各國的廣泛關注，成為未來電網建設的重要組成部分之一。在集中式發電和大電網的基礎之上，大力發展分布式發電技術，努力構建混合型電力網絡將是未來的一個重點發展趨勢。

關鍵詞：分布式發電 電力系統 光伏 風能

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0011-01

1 分布式發電對電力系統主要影響

1.1 DG對電力系統規劃影響

運行中電網隨機投入或者退出大量DG設備，將給整個電力系統負荷預測帶來更多的不確定性，增加配電系統規劃者在預測負荷增長情況上的難度。在實際工作中，配電網規劃屬于動態規劃過程，配電網的很多動態屬性都與具體維數有著非常緊密的聯系。加之配電網其自身結構特性，網絡中存在大量節點，如果在系統中額外增加較大數量的分布式發電機節點，勢必會給設計最優網絡布置方案增加巨大難度。所以，電力系統規劃設計方一定要全面可靠的評估DG系統出現之后給整體造成的影響程度，根據負荷預測方法和優化理論，準確設計DG切入位置以及DG系統容量，進而保證DG系統接入配電網絡之后，不會對其安全性和經濟型造成過大影響。

1.2 DG對系統潮流、電能質量的影響

DG接入配電系統之后會對其單向潮流結構造成一定的影響，甚至于改變以往結構形式，使得系統潮流大小及方向難以分析預測。DG在電力系統中的接入位置不同，也會產生不同效果，既有可能是饋線段潮流增加，同時也有可能使之減少。一旦饋線上DG的輸出功率大于負荷需求時，就會導致饋線某段線路或者整個線路潮流完全逆向，進而使得原有電壓調整設備無法正常工作。此外，DG系統的接入隨機性較大，而且通常情況下是由很多可再生能源的存在，這些發電機每一次啟停操作均會引起系統電壓波動和閃變。

1.3 DG對系統運行可靠安全性的影響

DG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，DG的接入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DG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DG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。

2 基于可再生能源的分布式發電技術

2.1 太陽能發電技術

太陽能是目前使用最為廣泛同時也是技術相對較為成熟的可再生能源，它不需要燃料費用，而且取用方式較為簡單。太陽能發電技術有兩種，一種是光伏發電，另一種是太陽熱發電。光伏發電是基于光伏效應理論研發而成的，太陽光照射在太陽能電池硅板上產生直流電；太陽熱發電基于能量轉換理論，通過集熱器將太陽照射所產生的熱能，進而把水轉化為水蒸氣推動汽輪機轉動，由發電機輸出工頻交流電。太陽能電池發電技術是當前使用更為廣泛的一種，它的系統示意圖如圖1所示，普通太陽能電池片只有1 m2大小，經過太陽照射后能夠產生0.5 V左右電壓，其輸出功率非常有限，一般是在1W以內。所以我們在日常生活中往往會看到由很多電池板組成的大型太陽能電池組件，目的就在于增大電池板與太陽光的接觸面積，進而獲得更大的輸出功率。

太陽能電池生產成本較高，更為重要的一點是，太陽能電池的發電時間受到日照時間的嚴格限制，必須要配備相應的高性能蓄電池或者其他發電設備來輔助跟蹤系統負荷變化，這無疑會給太陽能發電站的建設和運行增加額外成本。就目前情況來看，光伏發電是DG技術應用較為廣泛的一種，但受限于其高昂的安裝費用、電力供應隨機性、較低的發電效率等因素，太陽能電池全面推廣還有較大的難度。

2.2 風能發電技術

現階段風能利用主要有兩種形式，一種是獨立的少量風力發電機，這種通常情況下是由個人投資商所擁有，供其個人電力需求；另一種是大數目的風力發電機，也就是我們通常所指的風力發電場。在風電場中可以安裝數目眾多的風機，發電容量可以達到1500 kW左右。

風力發電和水力發電都是一次能源開發和建設同時完工的項目，它不需要消耗燃料，而且初期投資很成本均較低。風力發電之所以受到廣泛關注，主要原因就是分能蘊藏量大，可再生無污染，而且建設周期短，投資靈活。

3 結語

分布式發電雖然是未來電力系統的一個發展趨勢，但目前還有很多關鍵技術和重點問題沒有得到解決。筆者目前的研究內容之一就是分布式發電的并網，在今后的工作中，將繼續致力于該領域的深入研究，以期能夠得到更多有價值的成果。

參考文獻

[1] 張保會.分散式能源發電接入電力系統科學技術問題的研究[J].電力自動化設備，2007（12）：1-4+35.endprint

摘 要：基于電力市場可持續發展戰略構想，分布式發電技術以其獨有的特性受到了世界各國的廣泛關注，成為未來電網建設的重要組成部分之一。在集中式發電和大電網的基礎之上，大力發展分布式發電技術，努力構建混合型電力網絡將是未來的一個重點發展趨勢。

關鍵詞：分布式發電 電力系統 光伏 風能

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0011-01

1 分布式發電對電力系統主要影響

1.1 DG對電力系統規劃影響

運行中電網隨機投入或者退出大量DG設備，將給整個電力系統負荷預測帶來更多的不確定性，增加配電系統規劃者在預測負荷增長情況上的難度。在實際工作中，配電網規劃屬于動態規劃過程，配電網的很多動態屬性都與具體維數有著非常緊密的聯系。加之配電網其自身結構特性，網絡中存在大量節點，如果在系統中額外增加較大數量的分布式發電機節點，勢必會給設計最優網絡布置方案增加巨大難度。所以，電力系統規劃設計方一定要全面可靠的評估DG系統出現之后給整體造成的影響程度，根據負荷預測方法和優化理論，準確設計DG切入位置以及DG系統容量，進而保證DG系統接入配電網絡之后，不會對其安全性和經濟型造成過大影響。

1.2 DG對系統潮流、電能質量的影響

DG接入配電系統之后會對其單向潮流結構造成一定的影響，甚至于改變以往結構形式，使得系統潮流大小及方向難以分析預測。DG在電力系統中的接入位置不同，也會產生不同效果，既有可能是饋線段潮流增加，同時也有可能使之減少。一旦饋線上DG的輸出功率大于負荷需求時，就會導致饋線某段線路或者整個線路潮流完全逆向，進而使得原有電壓調整設備無法正常工作。此外，DG系統的接入隨機性較大，而且通常情況下是由很多可再生能源的存在，這些發電機每一次啟停操作均會引起系統電壓波動和閃變。

1.3 DG對系統運行可靠安全性的影響

DG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，DG的接入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DG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DG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。

2 基于可再生能源的分布式發電技術

2.1 太陽能發電技術

太陽能是目前使用最為廣泛同時也是技術相對較為成熟的可再生能源，它不需要燃料費用，而且取用方式較為簡單。太陽能發電技術有兩種，一種是光伏發電，另一種是太陽熱發電。光伏發電是基于光伏效應理論研發而成的，太陽光照射在太陽能電池硅板上產生直流電；太陽熱發電基于能量轉換理論，通過集熱器將太陽照射所產生的熱能，進而把水轉化為水蒸氣推動汽輪機轉動，由發電機輸出工頻交流電。太陽能電池發電技術是當前使用更為廣泛的一種，它的系統示意圖如圖1所示，普通太陽能電池片只有1 m2大小，經過太陽照射后能夠產生0.5 V左右電壓，其輸出功率非常有限，一般是在1W以內。所以我們在日常生活中往往會看到由很多電池板組成的大型太陽能電池組件，目的就在于增大電池板與太陽光的接觸面積，進而獲得更大的輸出功率。

太陽能電池生產成本較高，更為重要的一點是，太陽能電池的發電時間受到日照時間的嚴格限制，必須要配備相應的高性能蓄電池或者其他發電設備來輔助跟蹤系統負荷變化，這無疑會給太陽能發電站的建設和運行增加額外成本。就目前情況來看，光伏發電是DG技術應用較為廣泛的一種，但受限于其高昂的安裝費用、電力供應隨機性、較低的發電效率等因素，太陽能電池全面推廣還有較大的難度。

2.2 風能發電技術

現階段風能利用主要有兩種形式，一種是獨立的少量風力發電機，這種通常情況下是由個人投資商所擁有，供其個人電力需求；另一種是大數目的風力發電機，也就是我們通常所指的風力發電場。在風電場中可以安裝數目眾多的風機，發電容量可以達到1500 kW左右。

風力發電和水力發電都是一次能源開發和建設同時完工的項目，它不需要消耗燃料，而且初期投資很成本均較低。風力發電之所以受到廣泛關注，主要原因就是分能蘊藏量大，可再生無污染，而且建設周期短，投資靈活。

3 結語

分布式發電雖然是未來電力系統的一個發展趨勢，但目前還有很多關鍵技術和重點問題沒有得到解決。筆者目前的研究內容之一就是分布式發電的并網，在今后的工作中，將繼續致力于該領域的深入研究，以期能夠得到更多有價值的成果。

參考文獻

[1] 張保會.分散式能源發電接入電力系統科學技術問題的研究[J].電力自動化設備，2007（12）：1-4+35.endprint

摘 要：基于電力市場可持續發展戰略構想，分布式發電技術以其獨有的特性受到了世界各國的廣泛關注，成為未來電網建設的重要組成部分之一。在集中式發電和大電網的基礎之上，大力發展分布式發電技術，努力構建混合型電力網絡將是未來的一個重點發展趨勢。

關鍵詞：分布式發電 電力系統 光伏 風能

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0011-01

1 分布式發電對電力系統主要影響

1.1 DG對電力系統規劃影響

運行中電網隨機投入或者退出大量DG設備，將給整個電力系統負荷預測帶來更多的不確定性，增加配電系統規劃者在預測負荷增長情況上的難度。在實際工作中，配電網規劃屬于動態規劃過程，配電網的很多動態屬性都與具體維數有著非常緊密的聯系。加之配電網其自身結構特性，網絡中存在大量節點，如果在系統中額外增加較大數量的分布式發電機節點，勢必會給設計最優網絡布置方案增加巨大難度。所以，電力系統規劃設計方一定要全面可靠的評估DG系統出現之后給整體造成的影響程度，根據負荷預測方法和優化理論，準確設計DG切入位置以及DG系統容量，進而保證DG系統接入配電網絡之后，不會對其安全性和經濟型造成過大影響。

1.2 DG對系統潮流、電能質量的影響

DG接入配電系統之后會對其單向潮流結構造成一定的影響，甚至于改變以往結構形式，使得系統潮流大小及方向難以分析預測。DG在電力系統中的接入位置不同，也會產生不同效果，既有可能是饋線段潮流增加，同時也有可能使之減少。一旦饋線上DG的輸出功率大于負荷需求時，就會導致饋線某段線路或者整個線路潮流完全逆向，進而使得原有電壓調整設備無法正常工作。此外，DG系統的接入隨機性較大，而且通常情況下是由很多可再生能源的存在，這些發電機每一次啟停操作均會引起系統電壓波動和閃變。

1.3 DG對系統運行可靠安全性的影響

DG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，DG的接入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DG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DG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。

2 基于可再生能源的分布式發電技術

2.1 太陽能發電技術

太陽能是目前使用最為廣泛同時也是技術相對較為成熟的可再生能源，它不需要燃料費用，而且取用方式較為簡單。太陽能發電技術有兩種，一種是光伏發電，另一種是太陽熱發電。光伏發電是基于光伏效應理論研發而成的，太陽光照射在太陽能電池硅板上產生直流電；太陽熱發電基于能量轉換理論，通過集熱器將太陽照射所產生的熱能，進而把水轉化為水蒸氣推動汽輪機轉動，由發電機輸出工頻交流電。太陽能電池發電技術是當前使用更為廣泛的一種，它的系統示意圖如圖1所示，普通太陽能電池片只有1 m2大小，經過太陽照射后能夠產生0.5 V左右電壓，其輸出功率非常有限，一般是在1W以內。所以我們在日常生活中往往會看到由很多電池板組成的大型太陽能電池組件，目的就在于增大電池板與太陽光的接觸面積，進而獲得更大的輸出功率。

太陽能電池生產成本較高，更為重要的一點是，太陽能電池的發電時間受到日照時間的嚴格限制，必須要配備相應的高性能蓄電池或者其他發電設備來輔助跟蹤系統負荷變化，這無疑會給太陽能發電站的建設和運行增加額外成本。就目前情況來看，光伏發電是DG技術應用較為廣泛的一種，但受限于其高昂的安裝費用、電力供應隨機性、較低的發電效率等因素，太陽能電池全面推廣還有較大的難度。

2.2 風能發電技術

現階段風能利用主要有兩種形式，一種是獨立的少量風力發電機，這種通常情況下是由個人投資商所擁有，供其個人電力需求；另一種是大數目的風力發電機，也就是我們通常所指的風力發電場。在風電場中可以安裝數目眾多的風機，發電容量可以達到1500 kW左右。

風力發電和水力發電都是一次能源開發和建設同時完工的項目，它不需要消耗燃料，而且初期投資很成本均較低。風力發電之所以受到廣泛關注，主要原因就是分能蘊藏量大，可再生無污染，而且建設周期短，投資靈活。

3 結語

分布式發電雖然是未來電力系統的一個發展趨勢，但目前還有很多關鍵技術和重點問題沒有得到解決。筆者目前的研究內容之一就是分布式發電的并網，在今后的工作中，將繼續致力于該領域的深入研究，以期能夠得到更多有價值的成果。

參考文獻

[1] 張保會.分散式能源發電接入電力系統科學技術問題的研究[J].電力自動化設備，2007（12）：1-4+35.endprint