城镇居民分布式能源接入电网的应用技术研究

段晓庆

(国网石嘴山供电公司，石嘴山 753000)

0 引 言

从我国改革开放以来，经济发展速度不断加快，而能源使用量也在不断增加，随着而来的是环境的污染，给自然生态系统、人们的生活造成了极为恶劣的影响。电能是至关重要的基础能源，而分布式能源具有能源清洁、机组容量小、灵活性强的特点，安装在负荷点附近，供周围用户使用，提高了供电的可靠性，也能够推动城市绿色发展。

1 居民分布式能源接入电网的影响

1.1 对电网谐波产生影响

能够并入电网的电流是通过电力电子逆变器将直流电变为交流电的电流，但是在电子器件使用的过程中由于其本身特殊性质势必会产生谐波，这就是谐波的来源。随着科学技术的不断发展，智能变电站的数量数来越多，对于谐波含量的监测也就随之减少，如果谐波含量增大，首先会对相关设备造成危害，会影响企业正常发电，送电和用户用电，再此可能会导致谐波含量超过极限值，进而影响电网的正常运行。

1.2 对系统继电保护产生影响

分布式能源自身具有不确定性，在接入电网时会使得电网的结构变得复杂，并且一旦电网系统发生故障，复杂的电网结构就会导致继电保护装置的工作难以开展。因此，无论是对继电保护装置还是后续维修都提出了更高的要求。

1.3 出现孤岛效应

孤岛效应指的是，由于电气故障、人为失误操作和外界自然影响而导致出现电网供电中断的情况，但是分布式能源系统与本地负载连接仍处于正常运行的状态。孤岛效应的出现会导致电网质量降低、给维修人员的生命安全造成威胁、损害并网设备、损坏电力设备等情况的出现。基于此，避免孤岛效应的出现是十分有必要的。

1.4 对节能减排产生影响

传统的火力发电方式对于自然环境和人居环境所造成的影响十分恶劣，在火力发电过程中被广泛应用的资源是煤炭资源，而煤炭焚烧会造成空气污染，进而加剧温室效应。但是随着新能源用于风力发电如风能、潮汐能和应用最广泛的太阳能等，大大减少了发电对环境造成的污染。

2 居民分布式能源接入电网的应用技术要点

2.1 采取治理谐波的措施

通过上文所阐述的居民分布式能源接入电网会对电网谐波产生影响可知，采取相应的措施治理谐波势在必行，那么具体可以分为五种措施，分别是并联有源电力滤波器、高次滤波器、高电压等级或专线供电、特性良好的电流器与发电机和使用无功补偿装置。

例如首先涉及到的是并联有缘电力滤波器，跟传统的滤波器相比，这一滤波器的体型较小、操作简单，维护成本较低，并且能够实现谐波控制的功能。在工作的过程中能够迅速检测到不同的谐波，并进行谐波补偿，保持谐波的含量符合标准。其次涉及到的是高次滤波器，顾名思义，高次滤波器的主要功能是过滤频次较高的谐波，并且随着滤波器工作频率的增加，工作效果也会更好。再次涉及到的是高电压等级或专线供电，当谐波含量较大，过滤器无法完全满足过滤需要的情况下，可以利用高等级的电压或者专线供电的方式来抵抗谐波所造成的污染。之后涉及到的是特性良好的变流器和发电机，在这些电子设备工作的过程中，也会对电网电能产生较大的影响，因此，要选择质量好的变流器和发电机。最后涉及到了无功补偿装置的使用，这一装置能够在电源容量变大时，发挥抑制谐波的作用，同时也能够进行无功补偿。

2.2 采取继电保护措施

在继电保护的过程中，分布式电源的接入位置、分布式电源的容量大小会在电力系统出现故障时，使得短路电流大小出现变化，进而影响电力系统的继电保护，因此这两者的确定是继电保护的重点工作。除此之外，大多数电力系统中的线路障碍都属于顺势障碍，如果能够使用自动重合闸装置保证供电，也是一种继电保护措施。

例如在采取继电保护措施的过程中，首先涉及到的是确定分布式电源的接入位置，如果分布式电源的接入位置靠近保护装置的上方时，电流的增大比接入保护装置的下方明显，所保护的范围也随之扩大，因此分布式电源的接入位置要选择在保护装置的上方。其次涉及到的是接入电网的分布式能源容量的确定，要综合考虑电网系统结构，根据分布式能源的接入位置，以及所选位置对于电网系统产生的影响，再确定分布式能源容量的大小。并且在接入位置和接入容量都确定之后，要根据供电系统的综合情况，尽量选择级别更高的继电保护装置。最后涉及到了自动重合闸的选择，自动重合闸共包含两种工作方式，分别是前加速方式和后加速方式。通常前加速方式的重合闸应用比较广泛，具有投入成本较低、清除故障较为容易，安装程序较为便利等优势。

2.3 避免孤岛效应的出现

孤岛效应所造成的危害是十分巨大的，避免孤岛效应的出现就成为了安全用电的重中之重，那么如何才能够有效避免孤岛效应的出现，可以从两个方面出发，第一个方面是检测孤岛状态，第二个方面是一旦出现孤岛效应，立即停止并网运行。而且这两项措施一旦做好，就能够在短时间内迅速消除孤岛效应对于电网系统产生的影响。

例如在完成孤岛检测工作的过程中，要根据相关规定开展检测工作。而孤岛检测的方法主要包括两种类型，分别是被动式检测法和主动式检测法，被动式检测法具有工作原理简单，检测较为方便的特点，但能够运用的情况较为单一，运用范围较小，主动式检测法具有检测精确度较高，检测范围较广的优势，但是主动检测法的工作原理较为复杂，对于电能质量产生的影响也比较大，因此要根据实际情况，选择不同的孤岛检测方法。但是这两种孤岛检测方法都能够满足停止并网运行的需求，减少对于电网系统的影响。

2.4 推动分布式能源应用系统建设

分布式能源的原料来源具有污染小、成本低的特点，并且在发电过程中所产生的空气污染物也较少，而产生的经济效益却较大，因此分布式能源应用系统建设应当被广泛推进。并且随着科学技术的不断发展，分布式能源的发电量在不断增加，能够进一步满足城市居民的用电需求。

在推动分布式能源应用系统建设的过程中，首先要确定分布式能源的种类，当前我国应用范围较广泛的分布式能源包括太阳能、天然气和风力能源等，基于这些能源种类，推动光伏发电站、风力发电站和天然气发电站的建设。并且在建设的过程中要注意无论是建设标准还是建设材料都要符合国家安全标准，当前我国已经对风力发电的装机和排放做出了具体要求，也对天然气发电做出了明确要求，这些都是分布式能源应用系统建设需要遵循的标准。除此之外，分布式能源应用系统的建设要符合地方实际情况，如果在西北内陆则充分利用太阳能和风能，在东南沿海地区则利用潮汐能和风能，脱离实际情况建设应用系统，不仅无法达到节能减排的目标，还会造成资源的浪费。

3 结束语

综上所述，本文分析了居民分布式能源接入电网的影响，主要包括对电网谐波产生影响、对系统继电保护产生影响、出现孤岛效应和对节能减排产生影响，并针对性的提出了居民分布式能源接入电网的应用技术要点。但是要全面推进城镇居民分布式能源接入电网，单单依靠本文所提出的技术要点还是远远不够的，依然需要相关从业人员的共同推进。