分布式發(fā)電及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究分析

彭柳鈞 王大東 王安興

摘 要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，電力資源已經(jīng)逐漸成為社會(huì)生產(chǎn)、生活不可或缺的重要能源，電力資源的研究和發(fā)展也得到了社會(huì)公眾的廣泛關(guān)注。分布式發(fā)電作為新型的發(fā)電模式，同傳統(tǒng)發(fā)電形式相比無(wú)論是成本投資、靈活性還是兼容性上都有著明顯的優(yōu)勢(shì)，其在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用也極大的促進(jìn)了電力系統(tǒng)的完善和發(fā)展，使得電力系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定性上得到了提升。本文將對(duì)當(dāng)前分布式發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行探討，并對(duì)未來(lái)的發(fā)展形式進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電；配電網(wǎng)；電力系統(tǒng)

一、引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們無(wú)論是在工作還是生活中，對(duì)于用電的依賴程度不斷加深，在配電網(wǎng)中，由于城市居民、商業(yè)用戶以及農(nóng)村用電需求的不同導(dǎo)致不同區(qū)域的用電負(fù)荷隨機(jī)波動(dòng)性較大。受到不同季節(jié)的影響一些家用電器的用電需求無(wú)規(guī)律可循，一些自然災(zāi)害和極端天氣也會(huì)造成用電負(fù)荷的變化導(dǎo)致配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行受到影響。在進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中需要綜合考慮上述因素造成的影響和干擾，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)明確在電力系統(tǒng)自身的集中發(fā)電和遠(yuǎn)距離輸電等功能存在著一些不足要對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)升級(jí)和完善，就必須投入大量的資金用于配電網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)改造。當(dāng)前通過(guò)分布式發(fā)電和電網(wǎng)之間聯(lián)合運(yùn)行的方式能夠有效的提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性和安全性。

二、分布式發(fā)電技術(shù)

分布式電源。分布式發(fā)電是指的是在配電網(wǎng)周邊直接布置發(fā)電設(shè)施來(lái)為配電網(wǎng)提供較為安全可靠的電力資源。當(dāng)前的分布式電源在種類上包括有微型燃?xì)廨啓C(jī)電源，光伏電池以及風(fēng)力發(fā)電等。

微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)。微型燃?xì)廨啓C(jī)通過(guò)對(duì)天然氣甲烷等燃料進(jìn)行燃燒，來(lái)進(jìn)行發(fā)電，從傳統(tǒng)的火力發(fā)電相比其在發(fā)電效率上有著顯著的提升，并且在資源利用率上更是達(dá)到了70%以上。微型燃?xì)廨啓C(jī)最大的優(yōu)勢(shì)在于其在提供電力資源的同時(shí)也能夠滿足熱能的供應(yīng)需求，能夠?qū)崿F(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)綜合提升能源的使用效率。目前微型燃?xì)廨啓C(jī)已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，屬于目前技術(shù)最為成熟，最具備商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的分布式電源，無(wú)論是在管理運(yùn)營(yíng)還是發(fā)電效率上都有著較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

燃料電池技術(shù)。燃料電池技術(shù)同傳統(tǒng)的燃料燃燒發(fā)電不同，其通過(guò)讓天然氣或者甲醇的燃料通過(guò)與氧氣結(jié)合產(chǎn)生水，由氫氧離子的定向移動(dòng)而形成電流通過(guò)電解制的方式來(lái)將化學(xué)能源轉(zhuǎn)化為電能。燃料電池的發(fā)電形式是當(dāng)前最具潛力的發(fā)電方式之一，通過(guò)電解質(zhì)的方式直接將化學(xué)能源轉(zhuǎn)化為電能極大的提升了燃料電池的發(fā)電效率，是傳統(tǒng)火力發(fā)電廠發(fā)電效率的兩倍以上。同時(shí)由于氫氧離子的結(jié)合，使得燃料電池發(fā)電最終產(chǎn)生的副產(chǎn)品為水和少量的二氧化碳，這也就意味著燃料電池發(fā)電過(guò)程清潔無(wú)污染，同傳統(tǒng)的發(fā)電方式相比能夠降低對(duì)周邊環(huán)境的污染同時(shí)便于安裝，減少對(duì)于配電系統(tǒng)的布置。

光伏電池技術(shù)。光伏電池技術(shù)就是通過(guò)布置發(fā)電裝置來(lái)講太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)方式，目前光伏電池技術(shù)在國(guó)際范圍內(nèi)得到了廣泛的關(guān)注和認(rèn)可，雖然現(xiàn)階段光伏發(fā)電技術(shù)不夠成熟有著投資成本高，發(fā)電裝置運(yùn)行困難的問(wèn)題，但由于光伏電池技術(shù)能夠直接對(duì)可再生的太陽(yáng)能進(jìn)行有效利用，因此具備良好的市場(chǎng)發(fā)展前景，是未來(lái)電力系統(tǒng)發(fā)展的主要發(fā)電方式之一。

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)從能量轉(zhuǎn)化的角度可以分為風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)兩部分內(nèi)容，在風(fēng)力的驅(qū)使下風(fēng)力機(jī)通過(guò)高速的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)提供動(dòng)能進(jìn)而由發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也屬于清潔能源的發(fā)電形式，通過(guò)在一些有著較強(qiáng)風(fēng)力資源的地區(qū)進(jìn)行布置，能夠滿足周邊所需的電力需求。

三、分布式發(fā)電在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀

對(duì)繼電保護(hù)的影響。在整個(gè)變電運(yùn)維工作中一旦發(fā)生變壓器操作失誤將會(huì)造成重大的影響，對(duì)維護(hù)整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定，保障人們的正常用電需求是極為不利的。因此必須要加強(qiáng)對(duì)于變壓器操作的重視程度，通過(guò)加強(qiáng)管理和明確防范意識(shí)來(lái)對(duì)接和空載變壓器操作過(guò)程實(shí)施有效監(jiān)督，避免由于出現(xiàn)電壓過(guò)載而造成的變壓器操作失誤等問(wèn)題。同時(shí)在變壓器操作的過(guò)程中，空載電壓的提升也會(huì)使得變壓器的絕緣狀況受到干擾，因此在進(jìn)行操作的過(guò)程中需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范來(lái)進(jìn)行操作，確保其絕緣性能穩(wěn)定。繼電保護(hù)工作是整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的重要屏障，其能否安全運(yùn)行對(duì)于維護(hù)整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)有著重要意義。在實(shí)際的變電運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)分析過(guò)程中繼電保護(hù)一直都是常見的風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生項(xiàng)目，因此做好繼電保護(hù)工作是電網(wǎng)能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵所在。要強(qiáng)化設(shè)備保護(hù)和工作管理就需要加強(qiáng)，對(duì)于直流系統(tǒng)中分錄系統(tǒng)的綜合管理避免在操作過(guò)程中存在失誤和故障發(fā)生，同時(shí)也要加強(qiáng)對(duì)于繼電保護(hù)的各項(xiàng)工作檢查，一旦發(fā)生停電或者跳閘等故障一定要做好后續(xù)的檢查工作，只有這樣才能夠避免變電運(yùn)維故障的發(fā)生。

微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)。在對(duì)微電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先應(yīng)當(dāng)明確系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的實(shí)際需求，在盡可能降低系統(tǒng)建設(shè)成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)投資收益的最大化，同時(shí)盡可能避免對(duì)周邊環(huán)境的影響來(lái)對(duì)污染物排放進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲谙到y(tǒng)供電的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)以供電需求的可靠性為主要參考因素。在實(shí)際的供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)置過(guò)程中，可以通過(guò)構(gòu)建函數(shù)分析模型的方式來(lái)對(duì)系統(tǒng)的整體經(jīng)濟(jì)性和效益進(jìn)行綜合對(duì)比分析，在數(shù)據(jù)模型的支持下選取經(jīng)濟(jì)指數(shù)最高的投資生產(chǎn)模式。微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的相關(guān)經(jīng)濟(jì)性參考因素包括有設(shè)備的起始投資、維護(hù)運(yùn)營(yíng)的相關(guān)費(fèi)用以及能源消耗等，這些經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)貫穿了整個(gè)微電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期，因此在參考過(guò)程中需要綜合全面的考慮經(jīng)濟(jì)性所造成的影響。與此同時(shí)，在對(duì)多目標(biāo)進(jìn)行函數(shù)模型分析的過(guò)程中，也要考慮到微電網(wǎng)系統(tǒng)自身環(huán)保性能以及可靠性的不同要求，出于環(huán)保方面的考慮應(yīng)當(dāng)在污染物排放的過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行相關(guān)計(jì)算來(lái)制定相應(yīng)的污染排放經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，在追求經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)污染物排放不應(yīng)當(dāng)超過(guò)所既定的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。考慮到微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的特殊性，因此在進(jìn)行容量配置的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)同微電網(wǎng)系統(tǒng)自身獨(dú)立出來(lái)，進(jìn)行更加富有針對(duì)性的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，來(lái)綜合解決配電系統(tǒng)需求不同而導(dǎo)致的儲(chǔ)能實(shí)際需求。

四、結(jié)語(yǔ)

分布式發(fā)電技術(shù)的成熟為未來(lái)電力系統(tǒng)的的發(fā)展進(jìn)步有著重要意義，作為未來(lái)智能電網(wǎng)重要組成之一分布式發(fā)電的發(fā)展為為了電力系統(tǒng)的提升促進(jìn)來(lái)說(shuō)有著積極影響，提升其實(shí)際應(yīng)用能力來(lái)發(fā)揮自身所具備的重大價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]吉永革， 田津. 分布式發(fā)電及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響[J]. 民營(yíng)科技， 2017（11）：52.

[2]柏林. 分布式發(fā)電及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響[J]. 化工管理， 2017（14）：145-146.

[3]朱永利， 石鑫， 王劉旺. 人工智能在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的近期研究熱點(diǎn)介紹[J]. 發(fā)電與空調(diào)， 2018（3）.

[4]朱永利， 尹金良. 人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究與實(shí)踐綜述[J]. 發(fā)電與空調(diào)， 2018（2）.

作者簡(jiǎn)介：

彭柳鈞，出生年月：1995.09，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：四川省資陽(yáng)市，當(dāng)前職務(wù)：實(shí)習(xí)調(diào)度員，學(xué)歷：本科，研究方向：電力系統(tǒng).

王大東，出生年月：1995.01，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：四川省簡(jiǎn)陽(yáng)市，學(xué)歷：本科，研究方向：電力系統(tǒng).

王安興，出生年月：1996.04，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：四川省簡(jiǎn)陽(yáng)市，學(xué)歷：本科，研究方向：電力系統(tǒng).