分布式電源對(duì)配電系統(tǒng)的影響分析

摘 要：隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的增大及用戶需求的增加，傳統(tǒng)配電方式存在的問題日益顯現(xiàn)。本文首先分析了分布式電源的分類及特點(diǎn)，并重點(diǎn)討論了在配電網(wǎng)中加入分布式電源對(duì)電能質(zhì)量、電壓分布、電力系統(tǒng)安全等方面的影響，為進(jìn)一步研究與解決不利因素，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)及潛能提供基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：分布式電源；電力系統(tǒng)；電網(wǎng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.186

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高以及電網(wǎng)用電規(guī)模的擴(kuò)大，我國電力系統(tǒng)的負(fù)荷不斷增加，加之煤炭等能源的日益枯竭，使集中發(fā)電、 遠(yuǎn)距離輸電等原有配電模式存在的弊端不斷顯現(xiàn)出來。分布式電源與電網(wǎng)集中供電相結(jié)合的供電模式， 是綜合利用現(xiàn)有資源的理想方式，是緩解目前供電問題的這一個(gè)重要措施。

1 分布式電源概述

1.1 含義

分布式發(fā)電 （Distributed Generation，DG）技術(shù)是指小型模塊化，可分散布置在用戶附近可與環(huán)境兼容的獨(dú)立電源，它的發(fā)電功率一般為數(shù)kW至50MW，是一種高效、可靠的發(fā)電技術(shù)。分布式電源主要包括風(fēng)力發(fā)電、燃料電池、光伏發(fā)電等。

1.2 特點(diǎn)

（1）節(jié)能，環(huán)保。傳統(tǒng)發(fā)電主要依靠燃料燃燒產(chǎn)生電能，此過程中浪費(fèi)了大量熱能。而分布式發(fā)電多采用風(fēng)能、太陽能、天然氣等可持續(xù)發(fā)展新能源發(fā)電，降低了對(duì)現(xiàn)有能源的依賴以及高壓輸電線的損耗，在節(jié)約能源的同時(shí)也減少了有害物質(zhì)的排放與電磁污染，有利于對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

（2）經(jīng)濟(jì)性好。分布式發(fā)電的輸配電損耗很低，這樣就降低了輸配電成本。同時(shí)在土建和安裝方面也使成本大大降低，具有一定的經(jīng)濟(jì)性。

（3）可靠性好。加入分布式電源的各電力系統(tǒng)相互獨(dú)立，避免發(fā)生大規(guī)模停電事故。當(dāng)當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生意外災(zāi)害發(fā)生時(shí)，用戶還能自行控制斷電和供電情況，以彌補(bǔ)大電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的不足。

1.3 類型

（1）光伏電池發(fā)電。光伏發(fā)電是利用太陽能電池中半導(dǎo)體的光伏效應(yīng)將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)化為電能的一種新型發(fā)電方式，由于具有無污染，高效率的特點(diǎn)已經(jīng)逐漸成為新能源發(fā)電的主力軍。光伏發(fā)電發(fā)出的是直流電，若要并網(wǎng)運(yùn)行，則需要經(jīng)過逆變器處理，將直流電轉(zhuǎn)換成交流電才能并網(wǎng)運(yùn)行，圖1為光伏發(fā)電系統(tǒng)示意圖。

（2）風(fēng)力發(fā)電。這種發(fā)電技術(shù)是利用傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)“風(fēng)能—機(jī)械能—電機(jī)”之間的轉(zhuǎn)化，電能的輸出率主要取決于風(fēng)能的大小。與太陽能一樣，風(fēng)能是一種可再生能源，具有潔凈無污染的優(yōu)點(diǎn)，是目前新能源開發(fā)利用比較廣泛和成熟的發(fā)電方式。

（3）燃料電池。燃料電池是利用電化學(xué)原理，以氧氣及氫氣為燃料，經(jīng)過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生水，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N發(fā)電方式，具有清潔性、高效性等優(yōu)點(diǎn)。

2 分布式電源并網(wǎng)的影響

2.1 對(duì)電壓分布的影響

分布式電源接入配電網(wǎng)之后，配電系統(tǒng)的傳送結(jié)構(gòu)和方式發(fā)生變化，由單一電源變?yōu)槎嚯娫唇Y(jié)構(gòu)，潮流的方向與大小會(huì)發(fā)生很大改變，從而影響了配電網(wǎng)的電壓分布。分布式電的源接入位置不同，產(chǎn)生的電壓分布也各不相同，越接近節(jié)點(diǎn)末端對(duì)電壓分布的影響越大，越接近系統(tǒng)母線對(duì)線路電壓分布的影響越小。不改變分布式電源接入位置的情況下，電壓支撐由分布式電源的總出力決定。總出力越多，與負(fù)荷的比值越高，電壓支撐就越大，整體電壓水平就越高。

2.2 對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的安全造成影響

傳統(tǒng)的供配電系統(tǒng)是呈輻射狀的單源系統(tǒng)，當(dāng)產(chǎn)生故障電流時(shí)，繼電保護(hù)裝置能及時(shí)準(zhǔn)確的清除電流故障，使配電網(wǎng)具有一定的安全性。當(dāng)系統(tǒng)中有分布式電源接入后，電路結(jié)構(gòu)會(huì)就會(huì)發(fā)生變化，對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性與安全性產(chǎn)生一定的影響。分布式電源還易產(chǎn)生大量的故障電流，造成設(shè)備的損壞，形成一定的安全隱患。

2.3 對(duì)電網(wǎng)調(diào)度和實(shí)時(shí)監(jiān)控的影響

一些地區(qū)的分布式電源數(shù)量多、使部分DG通訊聯(lián)系薄弱， 不易采集DG發(fā)電過程中產(chǎn)生的實(shí)時(shí)電流、電壓、功率等信息， 這將影響調(diào)度員的正確決策， 從而使調(diào)度請(qǐng)求不能及時(shí)送達(dá)， 給實(shí)時(shí)監(jiān)控還來很大不便， 易造成分分布式電源的無序發(fā)電問題， 難以發(fā)揮相應(yīng)資源優(yōu)勢(shì)，處理不好甚至?xí)绊懻麄€(gè)輸電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.4 對(duì)網(wǎng)絡(luò)損耗的影響

安裝位置與負(fù)荷量是分布式電源并網(wǎng)的重要因素，對(duì)供電網(wǎng)的損耗會(huì)產(chǎn)生很大的影響。分布式電源的發(fā)電量至少大于配電網(wǎng)中一個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷量，當(dāng)所有的分布式電源的發(fā)電總量小于配電網(wǎng)的負(fù)荷總量時(shí)，某些線路的損耗就會(huì)增加， 不過總體的網(wǎng)絡(luò)損耗卻會(huì)減少。

總之， 分布式電源并網(wǎng)是緩解傳統(tǒng)供電系統(tǒng)的重要措施，是一種高效、可靠的發(fā)電技術(shù)。對(duì)于減小輸電線路的電能損耗、提高電能質(zhì)量、增加配電網(wǎng)的可靠性起著非常重要的作用。但是，我國分布式發(fā)電并入配電網(wǎng)技術(shù)尚不完善，還存在一些問題， 比如太陽能，風(fēng)能的應(yīng)用還受到很大限制，多采用油汽等發(fā)電技術(shù)，使分布式電源的發(fā)電成本較高。其次，分布式發(fā)電設(shè)備一般比較昂貴，維修難度高。隨著傳統(tǒng)能源的不斷減少以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，相信在不久的將來，分布式電源一定會(huì)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)廣泛的在實(shí)際中得到應(yīng)用，這必將成為未來能源領(lǐng)域發(fā)展的重要方向。

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