分布式发电对配电网的影响探讨

孙潇琳，王存旭

(沈阳工程学院 a.研究生部；b.新能源学院，辽宁 沈阳110136)

1 分布式发电技术分析

1.1 光伏发电

利用大自然中取之不尽、用之不竭的太阳能发电无疑是人们的首选［1］。太阳能发电又包括太阳能热发电和太阳能光伏发电。其中，后者主要依托于半导体材料的光电效应，将太阳能转变为电能。这种发电技术的主要优点在于无需消耗原料，在规模的选择上具有较大的灵活性，安全可靠、环境友好等。但是，目前这种方式发电的成本较高，还需要对其技术进行适当改进，降低成本，以实现光伏发电的平民化。

1.2 风力发电

所谓风力发电技术，顾名思义，即通过对风能的利用来发电。这种技术也是一种环保型技术，它在改善我国能源结构方面具有较大贡献，同时也是未来发电发展的重要趋势，但该技术目前尚不成熟。

1.3 燃料电池发电

该技术利用的是电水解的逆过程，通过氢氧化合物释放能量，具有高效率、受负荷变化影响小等优点。按照电解质性质的不同，可以将燃料电池分为几种不同的类型，如磷酸型燃料电池、聚合电解质膜电池、碱性燃料电池等等［2］。其中，最接近商业化的一种类型是磷酸型燃料电池。在电力系统中实施发电的电池最好使用熔融碳酸盐燃料电池。

1.4 微型燃气轮机发电

微型燃气轮机是指以天然气、汽油等为主要燃料的小型燃气轮机［3］。目前，这种发电技术的效率较低，即使是在满负荷的情况下，效率也只能达到30%。因此，为了提高微型燃气轮机发电的效率，很多家庭采用热电联供的方法，对设备废弃的热能进行利用。当前，这种技术在国外已经进入到示范工程阶段。

对以上几种发电技术进行比较［4］，其结果如表1所示。

2 分布式发电系统并网运行影响

2.1 频率

一般情况下，分布式发电系统的容量都较小，系统投入和切出电网时对电网的频率影响较小。而一旦分布式发电系统的规模较大时，则对有功出力存在着波动性，对电网频率的影响是不容忽视的。此时，要采用相应的措施维持分布式发电的稳定发电出力。另外，应该保证电网的调峰电源足够，防止电网的频率出现偏差。当电网的频率发生变化时，分布式发电系统中的发电机组也会受到一定的影响。因此，要对发电机的转速实施实时调整，保证其与电网的频率一致。

表1 分布式发电方案比较

2.2 电压

将分布式发电系统并入电网后，电网的电压也会发生一定的变化。线路的电压分布，会因分布式发电系统的接入位置以及接入的容量的不同而改变。当接入容量相同时，不同的接入点引起的电压分布不同.当接入点与末节点靠近时，节点电压具有较大的变化率，此时对线路的电压分布造成的影响也较大［4］。接入容量增加时，其渗透率也越高，此时的电压具有较强的支撑能力，电压的整体水平也会有所提高。此外，分布式发电系统的接入还会造成电压不稳定，这主要是因为无功功率的缺失，分布式发电系统要从电网中吸收无功。

2.3 电能质量

分布式发电系统的接入，给电网带来了多种干扰，从而影响了电能质量，主要体现在电压的闪变以及谐波上。造成电压闪变的主要原因是分布式发电系统投入和切出电网具有一定的随机性，并且可再生能源发电受季节和气候的影响较大，具有波动性。当前，降低分布式发电对电网造成负面影响的措施有：尽可能的减少分布式电源启动和停止的次数、采用合理有效的电压闭环控制策略。另外，分布式发电中要用到大量的电力电子器件，其非线性的工作特点给电网带来了大量的谐波。对此，可以将高效滤波器安装在电压水平较高的母线上。

2.4 电网损耗

通常情况下，网络损耗与网络上传输的功率有关，功率大则网损也大。当将分布式发电系统接入到电力系统后，其容量大小、接入的位置、采用的运行方式等都会影响到网络损耗。仅从接入容量进行分析，如果接入的容量较小，则其所在的线路上的损耗也小。而一旦其容量足以满足负荷要求，并且还可能给电网输送功率时，网络损耗将会增大。

2.5 电网调度

分布式发电系统没有接入电网之前，供电部门实施统一的电网监控和协调。接入之后，监视电网的工作将变得十分复杂，在信息采集、能源调度、监视控制上需要重新确定规程。此时，电网中电压的波动较大，无功潮流的分布也不合理，采用现有的无功控制手段显然无法满足要求。对于地区电网而言，在投切无功补偿设备的过程中，要与分布式发电系统的励磁调节相协调。

2.6 继电保护

分布式发电系统接入电网之后，电网的原有结构被打破，短路电流也发生了相应的变化，最终导致系统中的各种保护定值发生变化。分布式发电系统具有波动性特点，线路上的潮流会频繁地发生变化，这无疑给继电保护工作带来了难题。普遍情况下，分布式发电系统都是通过逆功率继电器接入到电网中的。正常运行时，分布式电源不会向电网输送功率，一旦电网中出现故障，分布式电源将会向电网倒送功率，增大了该地区的短路电流，导致开关短路电流超出标准。

3 结语

经济可持续发展的要求迫使电力系统改变过去的运营模式，鼓励分布式发电系统的接入，用以缓解能源紧张的局面。而当前，我国的分布式发电技术依然处于发展阶段，仅限于实验室研究，没有展开规模应用，这主要是受关键技术尚不成熟的影响。在未来，降低分布式发电系统的造价，保证电力系统的稳定将是研究的重点。

［1］李 蓓，李兴源.分布式发电及其对配电网的影响［J］.国际电力，2005，9(3)：45-49.

［2］王 建，李兴源，邱晓燕.含有分布式发电装置的电力系统研究综述［J］.电力系统自动化，2005，29(24)：90-96.

［3］梁有伟，胡志坚，陈允平.分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述［J］.电网技术，2003，27(12)：71-75.

［4］韦 钢，吴伟力，胡丹云，等.分布式电源及其并网时对电网的影响［J］.高电压技术，2007，33(1)：36-40.