試論分布式發電及其對電力系統的影響

閆巍

摘要：隨著能源危機日漸嚴重，我國對可再生能源的重視度顯著提升。為了緩解能源危機，對能源結構進行調整和優化。分布式發電技術是一種新型發電技術，具有靈活的發電方式和環保特點，能夠和周圍環境兼容。基于此，本文從分布式發電的概念和優勢入手，闡述分布式發電對電力系統的影響，希望促進我國電力行業進一步發展。

關鍵詞：分布式發電;電力系統;影響

隨著經濟發展，人們對電能的需求顯著提升。電能的地位進一步提升，成為我國必不可少的能源。傳統集中式發電存在諸多問題，如靈活度不足，不能及時調整電壓，尤其無法滿足不同用戶的需求。再加上由于本身耦合性缺點，一旦節點出現故障，則整個供電網絡都會癱瘓，造成巨大經濟損失。為了改變這一現狀，分布式發電技術隨之誕生。其具有靈活的發電方式，則使用成本低，安全性和穩定性高，尤其對環境友好。當前分布式發電應用前景廣闊，對電力系統具有深遠影響。

一、分布式發電的概念和優勢

（一）概念

分布式發電，顧名思義，發電裝置不是集中于一個地方，而是分散放置在不同的發電站內。根據供電區域劃分，將發電裝置安裝在區域內電力負荷或者配電網絡四周[1]。相比于傳統集散式發電，分布式發電所使用到的發電裝置沒有安裝在發電站的中心區域，而是設置電源在各個供電區域中，按照需求通過配電網輸送電力。分布式發電技術產生的原則是人們的實際電力需求，其大大提升發電的靈活性，改善集散式發電的諸多不足之處，為人們生產生活提供更為優質的發電服務。

（二）優勢

分布式發電不僅具備較高的靈活性，可以根據用戶需求靈活發電，還擁有較強的穩定性，避免電網故障引發一系列的問題。同時，分布式發電有著較強的安全性，其設置有多重斷電保護裝置，保證發電過程的安全。且發電效率高，由于分布式發電在配電網附近安裝電源，而配電網在各個區域中較為靠近生活區，進而發電效率高。發電距離近也有效減少運輸過程中的能量損耗，進而具有一定的經濟適用性。此外，分布式發電具有環保特點，其應用到風能、太陽能等可再生清潔能源進行發電，不僅減少一次性能源的消耗，而且實現環境和生態保護。在電能輸送時，運用低壓輸電線路運輸，從而有效避免電磁污染，減少對沿線環境的破壞，提升生態效益[2]。再加上分布式發電不需要格外建設發電站，在各個區域占用的空間較少，進而大大節約電力企業的投資成本，有效提升電力企業經濟效益。

二、分布式發電對電力系統的影響

（一）對網架電壓的影響

分布式電源接入配電網后，改變電力方向和大小，使電力系統功能發生根本改變。尤其是網架電壓方面。傳統網架電壓一般通過人為操作控制電壓穩定性，但操作較為簡單和快速。而分布式電源接入后，對網架電壓的可操作空間減少，進而影響穩定性，使得整個電壓產生一定程度的波動。具體來說，第一，對網架電壓的接入回路產生影響。這種影響隨著分布式發電設備接入數量的增加而加大。第二，對關聯節點所有用戶產生影響。傳統網架電壓中一個關聯節點所包含的范圍極大，所以產生的影響也較大。應對措施為將線路頭部電壓抬升，通過法拉第效應，增強發電穩定性，降低影響。除了分布式發電設備數量和容量會對網架電壓產生影響外，分布區域也會影響用電穩定性和安全性。如分布式電源不在區域配電網內時，則需要通過電力系統進行電力調整，保證區域供電。

（二）對繼電保護的影響

配電系統發生短路，其短路電流一般從電源單向流向故障區域。現階段我國配電系統結構為放射狀，從核心區域放射分布，可以充分保證電力運行過程中的安全和穩定。當故障發生時，電流保護器對故障線路進行保護，防止影響其他線路。分布式發電裝置分布于各個區域配電網中，覆蓋全班范圍，使用戶和配電網線路形成網狀分布結構。由此可知，分布式發電會對繼電保護造成影響。分布式發電裝置接入配電網中發生故障時，流過的繼電器的電流會減小。同時，對故障饋線產生影響，引發跳閘。并對故障控制水平的高低造成影響。要想加強分布式發電故障控制，必須進一步升級和優化斷路器保護裝置。

（三）對電能質量的影響

分布式發電接入后，會在一定程度上改變電力線路中的輻射結構，從原來的單向能源形式變為多項電源形式。同時，電流形態發生改變，電網中產生另一種電壓。不同的分布式發電設備帶來的變化不同，具有不穩定性。如果要保證電壓穩定性，需針對性設置電壓調節元，加強發電性能，解決電路不穩定問題。同時，分布式發電技術對電能質量有很大的影響，包括供電、用電以及電流等方面。主要產生的影響為電壓波動和諧波擾動。

分布式發電運行時，由于產生新電壓，進而給線路造成更大的負擔，從而影響電壓波動。再加上分布式發電改變電能輸送過程，使得輸送環節中電壓控制設備無法充分發揮作用。另外，諧波污染也比較嚴重。由于分布式發電需要很多發電裝置的支持，其中逆變電路技術和整流電路技術尤其如此，運用到大量的變壓器、調節器等機電裝置。這些發電設備產生較大的諧波能量，給電路運行造成影響。一般轉換器數量越多，規格越大，產生的諧波能量也就更大，影響電能質量。此外，分布式發電會引起電壓閃變，主要因為分布式單元在啟動時出現突變、分布式單元輸出，當分布式單元和系統電壓反饋控制裝置產生互相作用力時，就會引發很多不良反應，進而對電能質量造成損壞[3]。

三、結束語

綜上所述，分布式發電具有諸多優點，不需要建設發電站，投資成本低;電力輸送過程中電能損耗小;可以使用風能、太陽能發電，對環境污染小等等。這些優點大大提升分布式發電的市場競爭力，未來應用前景廣闊。通過深入研究分布式發電對當前電力系統的影響，找到針對性解決辦法，實現分布式發電和電力系統的結合，促進電力系統升級和優化，為社會生產提供更為穩定、高效和可靠的供電服務。

參考文獻

[1]沈越， 盧金龍， 朱曉艷，等. 分布式發電及其對電力系統的影響[J]. 電力系統裝備， 2021（15）：2.

[2]俞建平， 宋蘇川， 余新. 分布式發電及其對電力系統影響的分析[J]. 電力系統裝備， 2020.

[3]王彩霞， 石雁祥. 分布式發電并網對電力系統的影響[J]. 伊犁師范學院學報：自然科學版， 2021， 15（3）：7.