分布式发电对电能质量的影响及解决措施

贾雄

摘 要：因能源结构的不同，各国的发电形式会有很大的区别，我国目前仍以火力发电为主，这在很大程度上会消耗煤炭、石油、天然气等燃料，而随着能源的紧张，急需改变这种以煤炭、石油、天然气为主要燃料的发电形式，以太阳能发电、光伏电池、风力发电为主要形式的分布式发电技术且能有效的解决这一难题。但在分布式发电技术的引入过程中不可避免会对电能质量产生影响，因此，必须重视在应用分布式发电技术的同时又提高电能质量，文章在分析分布式发电对电能质量产生影响的基础上，提出了具体的解决措施，具有一定的借鉴价值。

关键词：分布式发电；电能质量

随着传统能源资源的逐渐枯竭，可再生能源在电力发电过程中的利用已成为必然趋势，因此，分布式发电这种环保、高效、灵活的可再生能源发电方式受到了广泛的关注，并在我国得到了初步的应用和深入的研究，但分布式发电的引入必然会对现有电力系统产生影响，特别是电能质量方面，在改善电能质量的同时，必然也会影响电能质量。而在人们生产生活对电能高质量要求背景下，在引入分布式发电技术的同时必须重视电能质量的提高。因此，对分布式发电对电能质量的影响及解决措施进行研究具有一定的实际意义，不仅能促进电力系统的持续发展，还能进一步提高电能质量。

1 分布式发电在电能质量改善方面的优势

分布式发电的引用不仅可有效解决电力行业能源问题，还可改善电能质量。分布式发电在电能供给方面的速度较快，若电网关联负载较大，可通过相关策略使分布式电源在短时间内投入使用，从而减少系统故障时间，提高系统的稳定性。特别是随着谐波抑制、电压波动降低等技术方面的研究应用，如技术已经相当成熟的有无源滤波器、静止无功补偿装置（SVC）等为电能质量的进一步提高提供了更多的保障。另外，分布式发电技术融入了电力电子、计算机、通信等技术，这就为复用自身的电力电子转换器成提供了可能，利用现有电力电子设备吸收或释放有功、无功，从而实现电能传输转换，在改善电能质量的同时减少了投资成本。

2 分布式发电在影响电能质量方面的问题

如上文所述，分布式发电的核心技术是电力电子，然而在电力电子元件的运作中，会使供电系统中含有大量的非线性负载，很容易引起电网电流、电压波形发生畸变，产生谐波污染，进而影响电能质量。据笔者归纳，在分布式发电技术的应用过程中，可能带来的电能质量问题主要包括以下几个方面：

其一，产生电压闪变。分布式发电起停受诸多因素的影响，如用户需求、气候条件等，而这些因素的不确定性正好易导致配电网产生电压闪变。其二，产生谐波。分布式发电在多种情况下会引入谐波，这主要是因为分布式电源本身就是一个谐波源，再加上通过逆变器接人配电网，极易产生谐波，而谐波的产生对电力系统的危害是巨大的，所产生的电能质量影响也是非常明显的。其三，影响系统稳态电压。基于太阳能、风能等可再生能源的分布式发电技术，其发电量易受自然因素的影响，在这种状态很不稳定，甚至会出现频繁的起停，这将会使其他用户的供电电压受到冲击。其四，影响系统电压波动。分布式发电的接入对配电网电压波动的影响要视其具体情况而定，一般为分布式电源与当地负荷不协调运行或分布式电源接入位置、容量不合理时产生电压波动。总之，分布式发电中大量电力电子技术的应用必然会带来一定的电能质量问题，因此，有必采取相应措施提高电能质量，以促进分布式发电技术的规模化应用。

3 分布式发电引入时电能质量改善措施

分布式发电广泛的应用所带来的电能质量问题是必然的，基于电力系统安全性、稳定性出发，为了保证电能质量，需要针对性的提出以下解决措施。

（一）储能技术的应用。对于大多数可再生能源而言，发电量波动是必然的，若想抑制配电网供电电压由于发电量波动而产生影响，则需在配电网内储能。基于配电网短路容量减少考虑，不宜设置专门的储能节点，而应在分布式发电单元内设置储能部件，主要蓄电池、超级电容器、飞轮等储能手段。

（二）安装补偿装置。分布式电源电能质量问题还可通过针对性地安装补偿装置来改善。例如，向交流电网输出直流的问题可以通过在逆变器电网侧串联变压器来解决。当然，还可以添加有源滤波器。有源滤波器的主要元件是单相或三相逆变器，自然具有潜在的电能质量补偿能力。

（三）采用电能质量调节器。可以利用有源滤波器和并联有源滤波器串联起来的优点满足基于分布式电源的微网对电能质量的控制要求。通用电能质量调节器（UPQC）正是基于这一思想来实现的，两个三相逆变器，一个并联在电网的公共连接点，另一个串联在公共连接点和电网之间的输电线路上。前者保证公共连接点上的电压合乎要求，后者阻止电网侧电压变化对电网的影响。

（四）谐波的抑制。对谐波的抑制除了安装有源滤波器及补偿设备等一般性方法外，还可以从改善网络环境的角度入手。通过微电源的逆变器使微网整体表现为对谐波的强阻尼环境，从根本上消除谐波产生的条件。

4 结语

分布式发电作为未来电力系统发展的必然趋势，在其应用过程中必然会遇到一些问题，电能质量问题与人们的生产生活及社会经济的发展是紧密相联的，因此需要加以重视，除了文章所述相关问题及解决方法外，还需要在应用过程中进一步加强研究。

参考文献：

[1] 焦龙，张春宁，分布式发电对宁夏电网电能质量的影响[J].宁夏电力：2011，（1）.