關于分布式能源電力并網問題的探討

劉雪梅

摘 要：隨著環境、能源、人口、交通、資源等社會壓力增大，在科學技術的促進下，分布式電源也迅速地發展，受到社會廣泛的關注。本文對分布式電源概念、特點以及分類首先進行了簡要介紹。隨后從電壓穩定、電能質量以及孤島效應等多方面分析了分布式電源產生的影響。最后認為解決并網影響的過程中，分布式電源會成為將來的一個重要的發展方向。

關鍵詞：分布式電源 并網 發展

1、分布式電源

該技術的優勢在于能夠充分的開發和利用各種分散的能源，包括便于獲取的可再生能源和化石類燃料，并能夠提升能源利用效率。一般情況下通常將分布式電源在中低壓配電系統中接入，使包含風力發電、光伏發電與先進電池儲能系統以及其它環境友好型的分布式電源無縫、安全地接入電力系統?，F階段配電系統不再是傳統型的而將會演變成為隨機變動、收集分散的電力并且分配、傳送到其他功率交換系統

1.1、分布式電源特點和優點

（1）可以向用戶直接供電，電流通常不穿越上一級的變壓器，這就是分布式電源最本質的特征，適應能源資源就近利用，從而實現電能的就地消納。

（2）供電的可靠性比較高，各個分布式電站都是相互獨立的，能夠自行控制，能夠在大停電的時候維持全部或部分。要向地區或者用戶供電，大規模地減少停電事故。

（3）發電的類型主要時可再生能源進行發電，有效的減少環境污染。

（4）優點：一般分布于用戶附近。能夠獨自為用戶進行供電，這對于西藏、新疆等電網很難到達的偏遠地區來說是較好的供電方式；具有明顯的經濟優勢。對于國家來說建設大型的發電廠投資巨大，而且建設的時間長。但是對于分布式發電來說一般只需要幾個月的時間并且投資也少；電能質量較好，供電的性能較好；污染小且更環保。分布式電源發電所使用的能源為水能、風能、沼氣、天然氣以及太陽能等清潔能源，所以相對于傳統的火力發電造成的污染少得多。

1.2、分布式電源在國內的深入研究

從國內電網典型的設計出發，不去考慮公用和專用問題，從多個角度對電網線路改造進行進一步的優化設計，比如接入專用變電站或者是接入專用線路，將其當成公共資源，方便設計出最優的電網結構和模式。在現階段，面對社會和經濟的快速發展，專用變電站、專用線路的資源也越來越稀缺，線路走廊問題和變電站的間隔也日益突出，所以在當前的設計中能夠考慮將專用變電站以及專網線路納入到電路主網中，把有限電網資源加以利用和擴大化。從而形成有效的單環網、雙聯絡、πT接線、雙環網等模式，不但能夠提升變電站和電能資源利用效率，同時能夠提高用戶電能質量或者是專用變電站的供電能力。作為電力需求大國，我國在發電技術上的發展逐步朝著前列邁進，其入網設計涵蓋現階段各電壓等級。依托中國豐富的太陽能和風能，我國分布式電源發電技術相對來說發展很快?！笆濉币巹澮裁鞔_提出，要促進分布式電源技術的推廣和應用?！斗植际桨l電管理辦法》的頒布明確指出通過多余電網向電網出售、資金補貼、賦予投資方設施產權等優惠，大力促進分布式發電技術發展。

2、分布式電源的影響

2.1、電能質量

因為太陽能、風能的間歇性和波動性比較大從而導致系統功率和電壓波動，造成光伏電站中的逆變器以及風電機組的電力電子設備產生大量的諧波，這就嚴重的影響分布式電源需要接入系統的電能質量。

2.2、穩定性問題

光伏發電和風力發電的功率輸出波動比較大，其不確定性的程度高，很難調節。這樣的話，就要求發電設備的容量大。而光照和風速隨機性和波動性引起光伏發電和風力發電多變，從而其接入系統電壓很難預測。

2.3繼電保護

我國中低壓配電網大多是單側電源、輻射型的供電網絡。大量繼電保護裝置已存在于系統中，接入分布式電源，改變了系統結構，影響系統短路電流，縮短其保護范圍，包括保護動作的準確度和靈敏度都可能會受到影響，可能會造成保護的拒動、誤動，重合閘失敗等問題。

2.4孤單運行的問題

孤島效應，當電網因停電維修或者是故障事故而跳脫時，各用戶端分布式電源沒能及時檢測出停電的狀態，將自身切離于電網，從而形成由周圍的負載和分布式電源形成的電網，且不能夠掌握的自給供電孤島。

出現孤島運行問題首先要解決如何形成科學合理的優化孤島――最優孤島劃分。最優電力孤島應該滿足電壓和功率平衡、設備載流量的電氣約束；同時還應該確保重要負荷能夠優先得到供電恢復，并且保證恢復供電負荷總量多；除此之外，還需要考慮孤島網絡損耗少。

3、分布式能源發電的并網問題

分布式電源發電系統并網會對原來的配電網的網絡潮流和拓撲結構產生影響，并且可能是網絡的整體運行、控制與繼電保護操作更加復雜。所以說這是分布式電源發電系統目前所面臨的主要困難。

（1）近些年電力電子器件快速發展，分布式電源接入電網的主要手段就是采用逆變器接入，與傳統的通過異步發電機和同步發電機接入電網的技術相比，使用逆變器接入的方式的影響要大的多。

（2）分布式電源在接入電網之后，可能會改變原有系統潮流的方向，使某些用戶的電壓升高，同時也可能會對電壓降落補償裝置測量產生影響，使補償裝置的補償電壓沒有達到目標電壓的要求，使得電壓更低。

（3）將分布式發電系統通過電子設備接入會產生大量諧波，影響電能的質量，所以在安裝該裝置之前需估算產生諧波的多少，方便安裝諧波過濾裝置，從而確保電能的質量。

（4）分布式能源發電系統實現并網后對原來的繼電保護設備也會產生影響，但是整體上來說影響不大。

4、采取措施

（1）采取儲能技術能夠彌補新興能源發電的波動性、隨機性，并且實現新能源進行發電時能夠平滑輸出，從而提升電能質量以及降低對電網系統的影響，使太陽能和大規模的風電能可以更可靠更安全地并入常規的電網。

（2）串聯電抗器。相對于電力電子分布式電源，在接入電網系統之后，可以通過加入隔離變壓器和串聯電抗器的方式從而減少對電網的不利影響。機電型的分布式電源通過串聯電抗器的方法減少影響。電抗器高阻抗值能夠有效限制短路電流，確保配電系統保護裝置能夠可靠地有效地發揮作用。

5、結束語

從總體的情況來看，分布式能源發電技術是新一代的發電技術，其發展空間很大，所以完善配電系統的設計，合理地做出控制措施和規劃營運適應分布式電源發電的發展是目前主要的任務。分布式電源所用能源為清潔能源，具有的環保、節能、投資少、效益高、占地小等特點，使其和傳統的集中式發電系統相比來說占據巨大的優勢，。雖然現階段我國大多數地區還是以集中式供電為主，但是隨著環境壓力增加和能源的短缺，這種可持續發展的發電方式肯定會在未來的電網中占據主導地位。分布式能源發電是未來電網的一個發展方向，是一項長期的、系統性的工程。

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