分布式能源對配電網(wǎng)高效運(yùn)行的影響

馮志遠(yuǎn)

（廣東電網(wǎng) 梅州豐順供電局，梅州 514300）

隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，傳統(tǒng)集中式供能方式越來越難以滿足社會需求。作為新一代的供能模式，分布式能源系統(tǒng)是對傳統(tǒng)集中式電網(wǎng)的有力補(bǔ)充。傳統(tǒng)配電網(wǎng)主要采用集中式供電，由一地集中發(fā)電然后向較遠(yuǎn)距離輸送，這種方式也是我國目前主要的配電方式。但是，這種配電方式在社會發(fā)展過程遇到了越來越多的問題。分布式配電可以有效解決這些問題，大大減少電能損耗，最大程度地提高電能利用率。近些年來，我國供電模式仍然面臨諸多問題，例如，電能損耗大、污染嚴(yán)重、城鄉(xiāng)用電差距大，企業(yè)及個人用電負(fù)荷存在隨機(jī)性等。這些問題對電網(wǎng)規(guī)劃、運(yùn)行提出了更高的要求。傳統(tǒng)的集中供電和遠(yuǎn)距離傳輸方式越來越難以滿足現(xiàn)實(shí)需求。

1 分布式發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)

分布式發(fā)電（Distributed Generation，DG）是一種非集中式的發(fā)電方式。這種方式的發(fā)電功率一般在在幾千瓦至數(shù)百兆瓦。分布式發(fā)電是一種小型的、分散的發(fā)電單元，大多數(shù)情況下它分布在配電網(wǎng)和負(fù)荷附近。現(xiàn)有分布式發(fā)電主要類型包括：以液體或氣體為燃料的微型火力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和生物質(zhì)能發(fā)電等。相對于傳統(tǒng)集中供電模式，分布式發(fā)電直接面向用戶。按用戶用電需求供電，減少了供電損耗和運(yùn)輸電能成本，同時保證了用電的安全性。分布式電網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化和整合，可以更好地利用電能，實(shí)現(xiàn)了多個功能目標(biāo)。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)技術(shù)要求高、安全性低、很容易引起大規(guī)模停電。對于城市來說，停電無疑是一場巨大災(zāi)難，會造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。遠(yuǎn)距離傳送電能損耗巨大，在用電高峰期難以滿足用戶的用電需求。傳統(tǒng)發(fā)電模式將加劇環(huán)境污染，而環(huán)境承載能力十分有限。

分布式發(fā)電通常應(yīng)用在中低壓電力配送系統(tǒng)中。這就決定了它在末端配電系統(tǒng)中更加靈活。分布式發(fā)電彌補(bǔ)了傳統(tǒng)配電系統(tǒng)只能送達(dá)而不能分配的缺陷。分布式電能系統(tǒng)最大的優(yōu)勢是在冷熱電聯(lián)產(chǎn)中的應(yīng)用。所謂冷熱電聯(lián)產(chǎn)就是指將發(fā)電、制冷、供熱的能量轉(zhuǎn)換相互連接的過程。對于熱和冷來說，要想實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離是相當(dāng)困難的，并且就算建成了運(yùn)輸通道，其經(jīng)濟(jì)效益也非常低。由于城市規(guī)劃和發(fā)展的需求，大型發(fā)電廠周圍往往沒有充足的冷、熱用戶需求，從而無法實(shí)現(xiàn)聯(lián)產(chǎn)，造成資源的白白浪費(fèi)。分布式發(fā)電本身就是一個開放性的系統(tǒng)，可以盡可能地滿足用戶需求。將原來的被動輸送方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥妮敵龇绞剑档湍茉磽p耗，最大程度提高能源利用率[1]。

2 分布式能源對配電網(wǎng)的影響

分布式能源接入配電網(wǎng)絡(luò)，將加強(qiáng)傳統(tǒng)電網(wǎng)的安全性和實(shí)用性。但分布式發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)后所帶來的問題也不斷顯現(xiàn)出來，主要體現(xiàn)在：電網(wǎng)規(guī)劃、配電網(wǎng)繼電保護(hù)、電壓分布、電能質(zhì)量以及供電可靠性等方面。

2.1 配電網(wǎng)繼電保護(hù)

繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。分布式電源接入電網(wǎng)后，配電網(wǎng)發(fā)生了根本性變化，不再是原來簡單的單側(cè)電源系統(tǒng)。這種改變對原有繼電保護(hù)系統(tǒng)造成了一定程度的影響。其影響主要表現(xiàn)在孤島運(yùn)行、自動重合閘和過電流保護(hù)等。當(dāng)分布式發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生故障時，電網(wǎng)中的殘壓將會導(dǎo)致電壓檢測不準(zhǔn)確，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生孤島運(yùn)行時，由于失去了接地中性點(diǎn)，這將會引起過電壓危機(jī)，嚴(yán)重影響機(jī)組的正常使用。因此，為了電網(wǎng)系統(tǒng)安全，必須重新建立分布式發(fā)電系統(tǒng)保護(hù)。

2.2 電能質(zhì)量

分布式能源在改善能源結(jié)構(gòu)和發(fā)電形式的同時，也必將會影響電能質(zhì)量。分布式電能接入電網(wǎng)后會增加電網(wǎng)中的非線性負(fù)荷，引起電流、電壓發(fā)生畸變，影響電能質(zhì)量。其主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是電壓閃變，電壓突然變化將會造成人的視覺疲勞，影響機(jī)組的正常運(yùn)行；二是長時間或短時間的電壓偏移會對整個系統(tǒng)電壓反饋設(shè)備和分布式單元間的相互作用造成不利影響[2]。

2.3 可靠性

電力系統(tǒng)將電源和用戶連接，其可靠性需要通過配電系統(tǒng)來體現(xiàn)。目前，配電系統(tǒng)可靠性評估方法主要包括解析法和模擬法。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，部分機(jī)組停止運(yùn)行，但其他電力機(jī)組可以繼續(xù)運(yùn)行。這就避免了大規(guī)模的停電，為生產(chǎn)和生活用電提供強(qiáng)有力的保障。但是，當(dāng)出現(xiàn)孤島運(yùn)行狀態(tài)時，它會嚴(yán)重威脅搶修人員的生命安全。此外，當(dāng)分布式電源與繼電保護(hù)系統(tǒng)不能很好地相適應(yīng)時，將會引起繼電保護(hù)系統(tǒng)錯誤操作，降低了電力系統(tǒng)可靠性。分布式電力系統(tǒng)安裝位置、連接方式等都會影響配電系統(tǒng)的可靠性。

2.4 電網(wǎng)規(guī)劃

分布式發(fā)電作為一種新型發(fā)電技術(shù)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)大規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)的缺陷。由于設(shè)計規(guī)劃不合理，分布式發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)后也帶來了以下問題。

一是由于分布式系統(tǒng)發(fā)電量的不確定性，必須要有傳統(tǒng)電網(wǎng)作為備用。從這方面看，分布式系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比建設(shè)費(fèi)用并沒有減少。二是由于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)在規(guī)劃建造之初并沒有考慮加入分布式系統(tǒng)，這就給電力系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)帶來一定困難。三是由于分布式電力系統(tǒng)的隨機(jī)性和靈活性，其不能提供持續(xù)可靠的電能。這給建設(shè)基站和配電網(wǎng)絡(luò)帶來了巨大挑戰(zhàn)。四是如果分布式接入配電系統(tǒng)后，其規(guī)劃不符合實(shí)際需求，將可能出現(xiàn)設(shè)備利用率低、損耗增加、電網(wǎng)可靠性降低等諸多問題。因此，在分布式電源接入電網(wǎng)時，人們一定要充分考慮、合理規(guī)劃。

3 結(jié)語

隨著社會的不斷發(fā)展和社會用電需求加大，我國也不斷加強(qiáng)電力系統(tǒng)建設(shè)。分布式能源成為傳統(tǒng)電網(wǎng)中不可或缺的一部分。目前，我國對分布式電力系統(tǒng)的應(yīng)用還不是很成熟，因此在應(yīng)用分布式電力系統(tǒng)時，人們必須充分認(rèn)識到其給傳統(tǒng)電網(wǎng)帶來的沖擊，在此基礎(chǔ)上充分發(fā)揮分布式電源的積極效應(yīng)。分布式發(fā)電將會顯著改善傳統(tǒng)電網(wǎng)配電模式，大大降低電能損耗和環(huán)境污染，提高電能利用率。