分布式发电及其对电力系统的影响研究

严青华++杨正懋

摘 要： 分布式发电对电力系统产生的影响主要表现在多个方面，电能质量、配网损耗、系统保护等。本文从分布式发电的分类与含义进行阐述，对分布式发电在电力系统着出现的问题进行了解决，促进了分布式发电的发展，使其在能源综合应用上地位更加的显著，同时为后来的研究提供了一定的借鉴。

关键词：分布式电源 电力系统 研究与影响

纵观世界的发展，相关能源逐渐枯竭，所以需求量也会日渐上升，节能环保可持续发展问题受到了当下广泛的关注。经济的发展物质水平的提高，人们的目光也变得长远，对于可再生资源的技术关注与国家政策紧密结合。对于分布发电技术的关注也是从不同的层面进行分析，在配电网领域分布式发电得到了非常广泛的应用。但是在随之发展的过程中也出现了相关问题，类似于电能质量与能源消耗都是民众关注的重点。

1、分布式电源应用

分布式发电就是将电力系统分散开来，变得越发的小规模，但又独当一面，自主输出电能。像生活中出现的风力、太阳能、燃气轮、燃料发电都是属于分布式电源。

1）双馈感应发电机

双馈感应发电机、同步发电机和笼型感应发电机在一般情况下可以采用风力机的类型控制方式对发电机进行选型。至于风机，风速是决定输出的有功功率的最重要的因素。双速型有利于大大提高风电转换效率，而就实际情况而言，单绕组双速型受到了极大的好评，而在变速方面则采用的是双馈感应发电机或同步发电机。其实同步发电机大部分都是利用永磁同步发电机，当然也可以利用混合励磁的技术，这是因为利用了混合励磁的同步发电机，不仅可以将成本控制在最低范围内，还能将发电机系统的性能大大的提升一个档次。而直驱式风力发电机组大多数应用的还是低速永磁同步发电机。

2）太阳能发电

以太阳能电池为基底的太阳能发电，其实是利用光生伏特效应这一原理，逐渐把太阳能演变成电能，因此太阳能电池被视为太阳能光伏发电系统的重要核心配件，大家还给它取了一个名字叫做光伏电池。这款电池发电的过程总共有三步：1、太阳能电池由两种拥有不同导电性质的同质半导体组成，分别叫做N型和p型，当电池受到太阳能的照射时，N区和P区各自的空间电荷区就会开始收集相应的能量光子，从而生成电子-空穴对。2、通过静电场。两种相反电极性的光生载流子会被强行分离，在此过程中，光生电势因而产生。3、如果在电池的两端连接起负载，这时就会有相应的光生载流子通过负载，从而得到电功率的输出，也就是生成了所谓的电能。

3）微型燃气轮机发电

微型的燃气轮机、数字的电力控制器以及由燃气轮机直接驱动的内置式高速逆变发电机这主要的三大部分，完美的构造出了这款发电机，其中以回热器、燃烧室等相应配件所构造的微型燃轮机是它的最重要的组成部分。这款超小的燃气轮机利用天然气、汽油等原料作为燃料，再采取回热循坏式的方式，使发电效率高达到30%，并且将功率控制在数百千瓦之下。除了以上的两大有点，这款微型燃气轮机还具备着尺寸小、维护价格低、燃料消耗率低等让人赞不绝口的特点，因此在这些年来得以普遍的推广和运用。

2、分布式电源对电力系统的影响

跟随着经济大幅度增大的趋势，分布式电源已经慢慢被家喻户晓。但是分布式电源的运用难免会给其他方面造成不可预知的困扰。所以，揣摩好分布式电源和配电网之间相互作用的原理是现如今最重要的措施。分布式电源的运用给配电网造成的主要困扰和急需处理的问题，体现在它对配电网损害、电能的质量以及系统保护的方面的影响上。

2.1 对电能质量的影响

2.1.1 供电的间歇性中断

如果将分布式电源运用成为一种备用电源时，这时的主供电源转变为备用电源的过程中就会存在漏洞，而且在这段时间段里发生电力突然中断情况的概率非常大。

2.1.2 电压调节

电压是用来衡量电能质量标准中最重要的一项，一定范围内的电压是保证电能质量的关键。接入了分布式电源之后。不仅可以对电压波动进行调节，还能改变负荷潮流和电压曲线。为了减轻分布式电源接入后对电压的负面影响，我国围绕接入的方式、容量以及电压等级等方面，制定了一项非常完整的要求。

2.1.3 谐波问题

当配电网接入了分布式电源之后，用户其实能直接控制退出和接入这两个过程。电网和用户所遭受的谐波污染，有可能很大一部分原因是因为能力缺额和电机绕组的设计不相一致。因此，在配电网接入了分布式电源的过程中能认真仔细的对谐波影响进行解剖和掌控，是一件非常至关紧要的事情，这样才能更好的制定抑制谐波的计划，并且还能了解是否已经完成了电能质量所要求的目标。

2.2 对配电网规划的影响

其实在配电网接入分布电源之前，对分部电影进行详细的规划是一件必要的事情。就拿DG计划来介绍，依据决策量来进行类型的分化，形成单一和综合两类。综合协调是从全局出发进行优化，是一个整体规划，涉及到馈线、配电变电等相关主要设备。而单一规划则要保持相关设备不变，从而改善DG的安装位置以及在容量上也进行改变。分布式电源的熟悉掌控有利于自己做出正确的决策。为了提升电网运行的真实性、经济性以及平稳度，就必须精准的对分布式电源给配电网带来的影响作出抉择和判定。

2.3 对配网损耗的影响

配电网的损耗可以被系统的潮流所影响，分布式电源的接入改变着整个配电系统的负荷分布，紧接着单向流动的配电网潮流可能随时被双向流动所替代。国外的一项研究表明，在接入了分布式电源之后，可以显著的将电网损耗降低。这是因为在接入了分布式电源之后，无功功率和有功功率能够在同一时间段对系统进行功率的输入，这一过程可以大大降低对系统的损耗程度，同时增加了电网电压运行的稳定性，并且，通过潮流计算后发现，配电网在接入异步感应式发电机之后，居然会直接加重对配电网的损耗。

2.4 对系统保护的影响

由于配电网上出现的大多数故障的时间点都不是固定的，再加上单向流动的原始辐射状配电网的潮流，并且馈线断路器是利用两段式保护，也就是所谓的电流保护和电流速断保护。因此以配置三相一次重合闸的保护设计理念是原始配电网的主导方向。

接入了分布式电源的配电网对系统保护产生了非常强大的、不可磨灭的作用，对该作用的大小取决于分布式电源的容量、位置以及电源的类型。除了对系统保护产生了作用，分布式电源的接入还可以直接推动多电源系统的产生，这也就说明受保护的设备必须和它前进的方向相一致，对于配电网来说，加入方向性敏感元件就必不可少的步骤，这可以和扩大保护范围正正比例函数关系，但是就经济发展而言，缺乏选择性的保护手段以及无法拥有以上有点的原始保护装置，是一定会被淘汰的。所以原有保护设备不会因为分布式电源接入配电网而产生变化，保持保护装置固有有的协调性是我们亟待解决的问题。

3、结束语

到目前为止分布式发电的研究在国内还有待提高改进，虽然在国内分布式发电系统的探究比国外发达国家晚很多，但近几年发展的势头非常的猛，研究与开发速度大大超过预期，国家大力扶持这项技术的发展，分布式发电技术的许多长处是传统发电方式永远也无法达到的，分布式发电的接入意味着我国面临着新的挑战，也是新的机遇，将持续在电力系统扮演重要的角色。由此可见，分布式电源的接入对配电网带来好处数不胜数，有利于提升系统的经济性、稳定性及可靠性，在市场经济条件下拉动我国经济的迅速增长。

参考文献

[1]丁明，王敏.分布式发电技术[J].电力自动化设备，2015，24（7）：31-35.

[2]徐青山编著.分布式发电与微电网技术[M].北京：人民邮电出版社，2016.

[3]錢科军，袁越.分布式发电技术及其对电力系统的影响[J].继电器，2017（13）：25-29.

[4]温阳东，王欣.分布式发电对配电网继电保护的影响[J].继电器，2018，36（1）：12-14.