关于分布式能源电力并网问题的探讨

刘雪梅

摘 要：随着环境、能源、人口、交通、资源等社会压力增大，在科学技术的促进下，分布式电源也迅速地发展，受到社会广泛的关注。本文对分布式电源概念、特点以及分类首先进行了简要介绍。随后从电压稳定、电能质量以及孤岛效应等多方面分析了分布式电源产生的影响。最后认为解决并网影响的过程中，分布式电源会成为将来的一个重要的发展方向。

关键词：分布式电源 并网 发展

1、分布式电源

该技术的优势在于能够充分的开发和利用各种分散的能源，包括便于获取的可再生能源和化石类燃料，并能够提升能源利用效率。一般情况下通常将分布式电源在中低压配电系统中接入，使包含风力发电、光伏发电与先进电池储能系统以及其它环境友好型的分布式电源无缝、安全地接入电力系统。现阶段配电系统不再是传统型的而将会演变成为随机变动、收集分散的电力并且分配、传送到其他功率交换系统

1.1、分布式电源特点和优点

（1）可以向用户直接供电，电流通常不穿越上一级的变压器，这就是分布式电源最本质的特征，适应能源资源就近利用，从而实现电能的就地消纳。

（2）供电的可靠性比较高，各个分布式电站都是相互独立的，能够自行控制，能够在大停电的时候维持全部或部分。要向地区或者用户供电，大规模地减少停电事故。

（3）发电的类型主要时可再生能源进行发电，有效的减少环境污染。

（4）优点：一般分布于用户附近。能够独自为用户进行供电，这对于西藏、新疆等电网很难到达的偏远地区来说是较好的供电方式；具有明显的经济优势。对于国家来说建设大型的发电厂投资巨大，而且建设的时间长。但是对于分布式发电来说一般只需要几个月的时间并且投资也少；电能质量较好，供电的性能较好；污染小且更环保。分布式电源发电所使用的能源为水能、风能、沼气、天然气以及太阳能等清洁能源，所以相对于传统的火力发电造成的污染少得多。

1.2、分布式电源在国内的深入研究

从国内电网典型的设计出发，不去考虑公用和专用问题，从多个角度对电网线路改造进行进一步的优化设计，比如接入专用变电站或者是接入专用线路，将其当成公共资源，方便设计出最优的电网结构和模式。在现阶段，面对社会和经济的快速发展，专用变电站、专用线路的资源也越来越稀缺，线路走廊问题和变电站的间隔也日益突出，所以在当前的设计中能够考虑将专用变电站以及专网线路纳入到电路主网中，把有限电网资源加以利用和扩大化。从而形成有效的单环网、双联络、πT接线、双环网等模式，不但能够提升变电站和电能资源利用效率，同时能够提高用户电能质量或者是专用变电站的供电能力。作为电力需求大国，我国在发电技术上的发展逐步朝着前列迈进，其入网设计涵盖现阶段各电压等级。依托中国丰富的太阳能和风能，我国分布式电源发电技术相对来说发展很快。“十二五”规划也明确提出，要促进分布式电源技术的推广和应用。《分布式发电管理办法》的颁布明确指出通过多余电网向电网出售、资金补贴、赋予投资方设施产权等优惠，大力促进分布式发电技术发展。

2、分布式电源的影响

2.1、电能质量

因为太阳能、风能的间歇性和波动性比较大从而导致系统功率和电压波动，造成光伏电站中的逆变器以及风电机组的电力电子设备产生大量的谐波，这就严重的影响分布式电源需要接入系统的电能质量。

2.2、稳定性问题

光伏发电和风力发电的功率输出波动比较大，其不确定性的程度高，很难调节。这样的话，就要求发电设备的容量大。而光照和风速随机性和波动性引起光伏发电和风力发电多变，从而其接入系统电压很难预测。

2.3继电保护

我国中低压配电网大多是单侧电源、辐射型的供电网络。大量继电保护装置已存在于系统中，接入分布式电源，改变了系统结构，影响系统短路电流，缩短其保护范围，包括保护动作的准确度和灵敏度都可能会受到影响，可能会造成保护的拒动、误动，重合闸失败等问题。

2.4孤单运行的问题

孤岛效应，当电网因停电维修或者是故障事故而跳脱时，各用户端分布式电源没能及时检测出停电的状态，将自身切离于电网，从而形成由周围的负载和分布式电源形成的电网，且不能够掌握的自给供电孤岛。

出现孤岛运行问题首先要解决如何形成科学合理的优化孤岛――最优孤岛划分。最优电力孤岛应该满足电压和功率平衡、设备载流量的电气约束；同时还应该确保重要负荷能够优先得到供电恢复，并且保证恢复供电负荷总量多；除此之外，还需要考虑孤岛网络损耗少。

3、分布式能源发电的并网问题

分布式电源发电系统并网会对原来的配电网的网络潮流和拓扑结构产生影响，并且可能是网络的整体运行、控制与继电保护操作更加复杂。所以说这是分布式电源发电系统目前所面临的主要困难。

（1）近些年电力电子器件快速发展，分布式电源接入电网的主要手段就是采用逆变器接入，与传统的通过异步发电机和同步发电机接入电网的技术相比，使用逆变器接入的方式的影响要大的多。

（2）分布式电源在接入电网之后，可能会改变原有系统潮流的方向，使某些用户的电压升高，同时也可能会对电压降落补偿装置测量产生影响，使补偿装置的补偿电压没有达到目标电压的要求，使得电压更低。

（3）将分布式发电系统通过电子设备接入会产生大量谐波，影响电能的质量，所以在安装该装置之前需估算产生谐波的多少，方便安装谐波过滤装置，从而确保电能的质量。

（4）分布式能源发电系统实现并网后对原来的继电保护设备也会产生影响，但是整體上来说影响不大。

4、采取措施

（1）采取储能技术能够弥补新兴能源发电的波动性、随机性，并且实现新能源进行发电时能够平滑输出，从而提升电能质量以及降低对电网系统的影响，使太阳能和大规模的风电能可以更可靠更安全地并入常规的电网。

（2）串联电抗器。相对于电力电子分布式电源，在接入电网系统之后，可以通过加入隔离变压器和串联电抗器的方式从而减少对电网的不利影响。机电型的分布式电源通过串联电抗器的方法减少影响。电抗器高阻抗值能够有效限制短路电流，确保配电系统保护装置能够可靠地有效地发挥作用。

5、结束语

从总体的情况来看，分布式能源发电技术是新一代的发电技术，其发展空间很大，所以完善配电系统的设计，合理地做出控制措施和规划营运适应分布式电源发电的发展是目前主要的任务。分布式电源所用能源为清洁能源，具有的环保、节能、投资少、效益高、占地小等特点，使其和传统的集中式发电系统相比来说占据巨大的优势，。虽然现阶段我国大多数地区还是以集中式供电为主，但是随着环境压力增加和能源的短缺，这种可持续发展的发电方式肯定会在未来的电网中占据主导地位。分布式能源发电是未来电网的一个发展方向，是一项长期的、系统性的工程。

参考文献：

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[2]李琼慧，黄碧斌，蒋莉萍.国内外分布式电源定义及发展现况对比分析[J].中国能源，2012.

[3]曹一家，苗轶群，江全元.含电动汽车换电站的微电网孤岛运行优化[M].电力自动化设备，2012.endprint