分布式電源技術問題的探討

中國船舶重工集團公司第七一五研究所 伍 洲

分布式電源技術問題的探討

中國船舶重工集團公司第七一五研究所 伍 洲

和傳統的發電方式特別是煤炭發電方式相比，分布式電源技術建立在先進的材料技術、靈活的制造工藝和自動控制系統等新興技術的基礎上。分布式電源技術不需消耗大量的不可再生資源，不會造成嚴重的環境污染，是一種靈活、方便、高效的新型電能生產系統。鑒于此，本文主要分析分布式電源技術問題。

分布式；電源；技術

1. 我國發展分布式電源的必要性

我國是世界上最大的煤炭生產國和消費國。長期以來，我國煤炭發電占總發電總量的75%左右，遠高于國際平均水平。據統計，全國二氧化硫排放量的90%，氮氧化物排放量的60%來源于煤炭燃燒，可以說，煤炭發電已成為我國大氣污染的主要來源。因此，從保護環境的角度來說，降低傳統煤炭發電的比重勢在必行。

為實現2020年全面建成小康社會以及2050年達到中等發達國家水平的奮斗目標，必須不斷推進和發展工業化，工業化的進程離不開對能源的需求。雖然我國煤炭儲量巨大，居世界第三位，但我國人口眾多，人均的煤炭占有量約為235萬噸，遠低于世界平均水平。而且，煤炭是不可再生能源，大量的使用煤炭發電必然導致煤炭儲量的迅速減少。我國的能源利用效率較低，為33%左右，和發達國家相比，低10%～20%。如果保持傳統的能源使用模式，不采取有效的措施提高能源的利用效率，不久的將來就可能發生能源短缺情況，工業的發展將難以為繼。因此，提高能源利用效率已經成為我國可持續發展的重中之重。分布式電源作為已商業化的能源利用方式中效率最高的一種，對提高能源利用效率具有十分重要的意義。

大力發展分布式電源，除了對可持續性發展有重要意義外，還能促進新的經濟增長點的產生。分布式電源建立在新興技術的基礎上，發展分布式電源，將帶動新技術的引進和消化，推動新型制造業的興起。

綜上所述，我國大力發展分布式電源是非常必要的。

2. 分布式電源技術問題

2.1電能質量問題

和傳統發電技術相比，分布式電源具有發電規模小，發電形式多等特點。這種靈活的發電方式，可能會給電能質量產生不良影響。分布式電源的用戶除自身用電外，將剩余的電能輸送到電網。用戶通常根據自身的需要啟動或停止發電，這容易導致電網電壓的波動。某一時段內，若發電量大于用電量，電網電壓升高，反之則電網電壓降低。針對分布式電源的特點，需要采取相應的控制策略和手段，避免電網電壓的過度波動。

2.2對繼電保護的影響問題

配電網中大量的繼電保護裝置早已存在，不可能為了新增的分布式發電而做大量改動，分布式發電必須與之配合并適應它。當配電網的繼電保護裝置具有重合閘功能時，則當配電網系統故障時，分布式發電的切除必須早于重合時間，否則會引起電弧的重燃，使重合閘不成功。當分布式發電的功率注人電網時，會使原來的繼電器保護區縮小，從而影響繼電保護裝置正常工作。

3. 強化分布式電源技術的措施

3.1配置分布式電源步驟

將分布式電源配置在固有的電網中，先是結合我國有關的能源政策、地域因素的制約、能源的約束等，全面地思考一系列的要素之后，對分布式電源的位置與類別進行選擇；其次，根據電網的實際現狀，對配合系統和分布式電源的問題進行解決，思考分布式電源的綜合方案與并網方式，借助科學的優化算法對分布式電源的配置容量與最理想配置點進行確定，進而使接入的分布式電源不但不會制約電網的可靠性與安全性，而且能夠實現最為理想的效益。

3.2配置分布式電源的模型

（1）發電企業規劃模型。這種模型著眼于發電公司的利益，對地方的負荷需要進行分析，在不制約配電網運行穩定和安全的基礎上對分布式電源開展定容與選址，進而實現最大化的發電公司收益。針對發電公司來講，實現最大的利潤是其規劃目標，模型的目標函數應當兼顧分布式電源的運行和維護成本以及售電收益。

（2）電網企業規劃模型。這種配電網規劃模型涵蓋分布式電源，其立足于配電企業的利益，結合所供地方負荷增長的現狀，在配電企業付出最少成本的情況下，獲得能夠實現負荷增長要求的系統最為理想的增容策略，涵蓋分布式電源或者變電站、新建線路組成的方案。

（3）終端用戶規劃模型。這種模型立足于終端用戶的利益，結合自身符合增長的要求，目的是為了實現終端用戶最少的用電成本，在分布式電源和大電網共同供電的形勢下，對分布式電源開展定容選址。對終端用戶來講，使用電成本最少是其規劃目標，模擬目標函數應兼顧電網企業的購電費用與分布式電源的運行、維護成本。

3.3激勵發展清潔分布式電源的必要性

很長一段時間以來，我國發電廠成本預算通常不涵蓋環境成本，這會無償地占用一些電源的環境價值，不但不利于發展清潔能源，而且會導致過度地發展嚴重污染的電源，這不利于發展分布式電源。為此，以能源工業的可持續發展作為視角，十分有必要實現成本化的環境效益。在發電成本當中列入環境成本，一是能夠推動發電公司有效地統一自身利益和環保，從而積極主動地完善技術，實現管理能力的增強，實施有效的策略減少成本。二是為環保部對環境的治理籌集一些資金。如此一來，有助于發電公司環保觀念的增強，推動發電公司的公平與合理競爭。

總之，智能電網的特點是完善互聯指標，對聯網的過程進行簡化，確保環境友好型分布式電源（先進的電池儲能系統、風力發電、光伏發電等）無縫、安全地接入電力系統。智能電網優化輸電系統還使分布式電源的遠距離輸電實現。在日益進步的電力接入技術和智能化電網的影響下，分布式電源的應用愈加廣泛。

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