城鎮居民分布式能源接入電網的應用技術研究

段曉慶

(國網石嘴山供電公司，石嘴山 753000)

0 引 言

從我國改革開放以來，經濟發展速度不斷加快，而能源使用量也在不斷增加，隨著而來的是環境的污染，給自然生態系統、人們的生活造成了極為惡劣的影響。電能是至關重要的基礎能源，而分布式能源具有能源清潔、機組容量小、靈活性強的特點，安裝在負荷點附近，供周圍用戶使用，提高了供電的可靠性，也能夠推動城市綠色發展。

1 居民分布式能源接入電網的影響

1.1 對電網諧波產生影響

能夠并入電網的電流是通過電力電子逆變器將直流電變為交流電的電流，但是在電子器件使用的過程中由于其本身特殊性質勢必會產生諧波，這就是諧波的來源。隨著科學技術的不斷發展，智能變電站的數量數來越多，對于諧波含量的監測也就隨之減少，如果諧波含量增大，首先會對相關設備造成危害，會影響企業正常發電，送電和用戶用電，再此可能會導致諧波含量超過極限值，進而影響電網的正常運行。

1.2 對系統繼電保護產生影響

分布式能源自身具有不確定性，在接入電網時會使得電網的結構變得復雜，并且一旦電網系統發生故障，復雜的電網結構就會導致繼電保護裝置的工作難以開展。因此，無論是對繼電保護裝置還是后續維修都提出了更高的要求。

1.3 出現孤島效應

孤島效應指的是，由于電氣故障、人為失誤操作和外界自然影響而導致出現電網供電中斷的情況，但是分布式能源系統與本地負載連接仍處于正常運行的狀態。孤島效應的出現會導致電網質量降低、給維修人員的生命安全造成威脅、損害并網設備、損壞電力設備等情況的出現。基于此，避免孤島效應的出現是十分有必要的。

1.4 對節能減排產生影響

傳統的火力發電方式對于自然環境和人居環境所造成的影響十分惡劣，在火力發電過程中被廣泛應用的資源是煤炭資源，而煤炭焚燒會造成空氣污染，進而加劇溫室效應。但是隨著新能源用于風力發電如風能、潮汐能和應用最廣泛的太陽能等，大大減少了發電對環境造成的污染。

2 居民分布式能源接入電網的應用技術要點

2.1 采取治理諧波的措施

通過上文所闡述的居民分布式能源接入電網會對電網諧波產生影響可知，采取相應的措施治理諧波勢在必行，那么具體可以分為五種措施，分別是并聯有源電力濾波器、高次濾波器、高電壓等級或專線供電、特性良好的電流器與發電機和使用無功補償裝置。

例如首先涉及到的是并聯有緣電力濾波器，跟傳統的濾波器相比，這一濾波器的體型較小、操作簡單，維護成本較低，并且能夠實現諧波控制的功能。在工作的過程中能夠迅速檢測到不同的諧波，并進行諧波補償，保持諧波的含量符合標準。其次涉及到的是高次濾波器，顧名思義，高次濾波器的主要功能是過濾頻次較高的諧波，并且隨著濾波器工作頻率的增加，工作效果也會更好。再次涉及到的是高電壓等級或專線供電，當諧波含量較大，過濾器無法完全滿足過濾需要的情況下，可以利用高等級的電壓或者專線供電的方式來抵抗諧波所造成的污染。之后涉及到的是特性良好的變流器和發電機，在這些電子設備工作的過程中，也會對電網電能產生較大的影響，因此，要選擇質量好的變流器和發電機。最后涉及到了無功補償裝置的使用，這一裝置能夠在電源容量變大時，發揮抑制諧波的作用，同時也能夠進行無功補償。

2.2 采取繼電保護措施

在繼電保護的過程中，分布式電源的接入位置、分布式電源的容量大小會在電力系統出現故障時，使得短路電流大小出現變化，進而影響電力系統的繼電保護，因此這兩者的確定是繼電保護的重點工作。除此之外，大多數電力系統中的線路障礙都屬于順勢障礙，如果能夠使用自動重合閘裝置保證供電，也是一種繼電保護措施。

例如在采取繼電保護措施的過程中，首先涉及到的是確定分布式電源的接入位置，如果分布式電源的接入位置靠近保護裝置的上方時，電流的增大比接入保護裝置的下方明顯，所保護的范圍也隨之擴大，因此分布式電源的接入位置要選擇在保護裝置的上方。其次涉及到的是接入電網的分布式能源容量的確定，要綜合考慮電網系統結構，根據分布式能源的接入位置，以及所選位置對于電網系統產生的影響，再確定分布式能源容量的大小。并且在接入位置和接入容量都確定之后，要根據供電系統的綜合情況，盡量選擇級別更高的繼電保護裝置。最后涉及到了自動重合閘的選擇，自動重合閘共包含兩種工作方式，分別是前加速方式和后加速方式。通常前加速方式的重合閘應用比較廣泛，具有投入成本較低、清除故障較為容易，安裝程序較為便利等優勢。

2.3 避免孤島效應的出現

孤島效應所造成的危害是十分巨大的，避免孤島效應的出現就成為了安全用電的重中之重，那么如何才能夠有效避免孤島效應的出現，可以從兩個方面出發，第一個方面是檢測孤島狀態，第二個方面是一旦出現孤島效應，立即停止并網運行。而且這兩項措施一旦做好，就能夠在短時間內迅速消除孤島效應對于電網系統產生的影響。

例如在完成孤島檢測工作的過程中，要根據相關規定開展檢測工作。而孤島檢測的方法主要包括兩種類型，分別是被動式檢測法和主動式檢測法，被動式檢測法具有工作原理簡單，檢測較為方便的特點，但能夠運用的情況較為單一，運用范圍較小，主動式檢測法具有檢測精確度較高，檢測范圍較廣的優勢，但是主動檢測法的工作原理較為復雜，對于電能質量產生的影響也比較大，因此要根據實際情況，選擇不同的孤島檢測方法。但是這兩種孤島檢測方法都能夠滿足停止并網運行的需求，減少對于電網系統的影響。

2.4 推動分布式能源應用系統建設

分布式能源的原料來源具有污染小、成本低的特點，并且在發電過程中所產生的空氣污染物也較少，而產生的經濟效益卻較大，因此分布式能源應用系統建設應當被廣泛推進。并且隨著科學技術的不斷發展，分布式能源的發電量在不斷增加，能夠進一步滿足城市居民的用電需求。

在推動分布式能源應用系統建設的過程中，首先要確定分布式能源的種類，當前我國應用范圍較廣泛的分布式能源包括太陽能、天然氣和風力能源等，基于這些能源種類，推動光伏發電站、風力發電站和天然氣發電站的建設。并且在建設的過程中要注意無論是建設標準還是建設材料都要符合國家安全標準，當前我國已經對風力發電的裝機和排放做出了具體要求，也對天然氣發電做出了明確要求，這些都是分布式能源應用系統建設需要遵循的標準。除此之外，分布式能源應用系統的建設要符合地方實際情況，如果在西北內陸則充分利用太陽能和風能，在東南沿海地區則利用潮汐能和風能，脫離實際情況建設應用系統，不僅無法達到節能減排的目標，還會造成資源的浪費。

3 結束語

綜上所述，本文分析了居民分布式能源接入電網的影響，主要包括對電網諧波產生影響、對系統繼電保護產生影響、出現孤島效應和對節能減排產生影響，并針對性的提出了居民分布式能源接入電網的應用技術要點。但是要全面推進城鎮居民分布式能源接入電網，單單依靠本文所提出的技術要點還是遠遠不夠的，依然需要相關從業人員的共同推進。