分布式電源接入對(duì)電力系統(tǒng)的影響

韓震燾

摘 要

概述分布式發(fā)電技術(shù)及其出力特性，分析分布式電源接入系統(tǒng)后對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響?；趯?duì)中國(guó)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的年運(yùn)行，分布式光伏輸出特性及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響綜合分析，分布式光伏并網(wǎng)相關(guān)研究提供參考。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng) 分布式發(fā)電 分布式電源

1 分布式發(fā)電技術(shù)概述

基于分布式發(fā)電的名稱分析，命名為分布式發(fā)電，嵌入式發(fā)電，但最常見(jiàn)的分布式發(fā)電技術(shù)，包括微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，燃料電池技術(shù)，光伏電池和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。根據(jù)能源的觀點(diǎn)，類型包括可再生能源，非化石能源等?；诜植际桨l(fā)電一般接入配電網(wǎng)中，安裝運(yùn)行于用戶或建筑物周圍?；诜植际桨l(fā)電的目的，主要是為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定、可靠的電力，滿足用戶需求，促進(jìn)現(xiàn)有配電網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展。基于分布式發(fā)電能力的分析，目前分布式發(fā)電裝機(jī)容量，從幾千瓦到幾十瓦都不固定，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置。分布式電源以電能形式輸出為主，但也包括與其他形式的能源協(xié)同輸出，如熱電聯(lián)產(chǎn)等，形成分布式能源系統(tǒng)。在分布式發(fā)電運(yùn)行方式的同時(shí)，分布式發(fā)電系統(tǒng)可以根據(jù)自主系統(tǒng)的實(shí)際情況，或網(wǎng)格模式選擇。

基于分布式發(fā)電的意義分析：

1.1 經(jīng)濟(jì)

在用戶的周圍，布置輸電損耗，面積，物理空間，比優(yōu)化輸電和配電設(shè)施，直接降低投資成本。

1.2 環(huán)保

清潔能源分布式發(fā)電應(yīng)用，減少污染物排放，以及線路電磁污染和生態(tài)破壞所造成的建設(shè)。

1.3 可用性

分布式電源并網(wǎng)、優(yōu)化操作，顯著提高了配電網(wǎng)的性能。特別是相對(duì)于故障，如果有一個(gè)停電，和分布式發(fā)電系統(tǒng)使用自己的特點(diǎn)，你可以確保他們的正常運(yùn)行，以便更好地保證其電源的可靠性。關(guān)于投資風(fēng)險(xiǎn)：過(guò)去電力輸配電設(shè)施建設(shè)，需要大量的投資和工程持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，直接加大了投資的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。但目前的DG，具有一定的模塊化特性，周期短，投資成本低，降低了直接投資的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。

2 分布式光伏發(fā)電出力特性

（1）從短期和輸出特性，光伏發(fā)電輸出顯示出強(qiáng)勁的波動(dòng)性，顯著的時(shí)間。光伏產(chǎn)量隨著光照強(qiáng)度、天氣、季節(jié)、溫度變化等自然因素，隨機(jī)波動(dòng)；白天光伏發(fā)電集中，特別是下午的會(huì)議，并輸出為零的夜晚，大量的時(shí)間，不可持續(xù)的、穩(wěn)定的電力供應(yīng)。

（2）從年產(chǎn)值特性和季節(jié)性特征的光伏發(fā)電量顯著，在春季和秋季發(fā)電更多的，大多數(shù)的產(chǎn)量小于50%的能力。天氣，風(fēng)力發(fā)電表現(xiàn)出顯著的季節(jié)性特征。在光照強(qiáng)度和溫度的影響下，江蘇分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目在春季和秋季較多，夏季和冬季產(chǎn)量較小，特別是一月和二月的寒冷，以及在六月南部的雨季。從分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，每年利用小時(shí)數(shù)為996，接近1000小時(shí)。

3 分布式發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響

現(xiàn)在，我國(guó)高度重視節(jié)能減排，通過(guò)分布式發(fā)電，以補(bǔ)充傳統(tǒng)的集中力量，更好的能源利用，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的社會(huì)發(fā)展。然而，由于分布式電源的波動(dòng)性，其接入電網(wǎng)后并會(huì)導(dǎo)致電壓、諧波、功率因素等方面一系列的變化，而分布式電源接入后對(duì)于可靠性、系統(tǒng)備用容量等方面也有一定影響，因此如何確定分布式電源接入點(diǎn)和接入容量一直是許多學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。分布式電源接入徑向鏈配電網(wǎng)前后負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓變化的研究及分布式發(fā)電在配電網(wǎng)接入位置、輸出等規(guī)律的實(shí)例。節(jié)點(diǎn)邊際成本的能力，分布式電源單元容量邊際成本小于接入點(diǎn)的成本，分布式發(fā)電考慮到一個(gè)分布式電源優(yōu)化方法的標(biāo)準(zhǔn)。由于分布式發(fā)電的行程，光伏發(fā)電是隨機(jī)的，間歇性的低和等效全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間，分布式發(fā)電的并網(wǎng)發(fā)電也是研究的一個(gè)重要方面。

3.1 配電網(wǎng)規(guī)劃的影響

規(guī)劃分布式發(fā)電，一方面，負(fù)荷發(fā)展需求必須充分考慮到，另一方面對(duì)于系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、可靠性，以及社會(huì)環(huán)保問(wèn)題等方面也在考慮范圍內(nèi)。而對(duì)于未來(lái)智能電網(wǎng)或主動(dòng)配電網(wǎng)中，客戶體驗(yàn)及服務(wù)也是作為分布式接入規(guī)劃的一個(gè)方面。作為分布式發(fā)電應(yīng)用較為現(xiàn)實(shí)的農(nóng)村地區(qū)，也考慮到分布式發(fā)電的優(yōu)先使用是合理的，以及優(yōu)勢(shì)。分布式發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行在同一時(shí)間，將有一定程度的不確定性，需要合理應(yīng)用啟發(fā)式優(yōu)化算法，并決策理論，優(yōu)化分布式發(fā)電規(guī)劃。目前應(yīng)加強(qiáng)對(duì)分布式發(fā)電系統(tǒng)可靠性影響的研究，以更好地保證分布式發(fā)電規(guī)劃的合理性。

3.2 可靠性的影響

當(dāng)分布式電源，在為備用電源系統(tǒng)中的應(yīng)用作用時(shí)間可以大大提高系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)應(yīng)用于分布式發(fā)電、并網(wǎng)、操作不當(dāng)?shù)纫蛩氐挠绊?，直接降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，如分布式發(fā)電的協(xié)調(diào)，個(gè)人因素如高度的不確定性將系統(tǒng)的可靠性降低。在當(dāng)前的分布式發(fā)電系統(tǒng)中，任何一個(gè)系統(tǒng)的波動(dòng)都會(huì)被刪除，系統(tǒng)不存在回到分布式發(fā)電的一般狀態(tài)，但這種解決方案并不理想。根據(jù)這項(xiàng)研究，提出了分布式發(fā)電孤島策略，為了更好的提高其系統(tǒng)的可靠性。

3.3 系統(tǒng)保護(hù)的影響

傳統(tǒng)的徑向配電網(wǎng)潮流，主要針對(duì)電力用戶的單向流動(dòng)，考慮到其暫態(tài)故障。但引進(jìn)后的分布式電源，增加了電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)，這為定向的要求逐漸增加保護(hù)設(shè)備，但考慮到熔斷裝置、自動(dòng)重合閘裝置，本身不存在方向，要有方向的要求，在熔絲裝置配電網(wǎng)絡(luò)的需要，并自動(dòng)重合閘裝置，更換成敏感元件；通過(guò)經(jīng)濟(jì)方面的影響，改進(jìn)的方案是不理想。其次，分布式電源的推廣與接入，價(jià)格成為新的電力市場(chǎng)關(guān)注的主要因素。根據(jù)電價(jià)的高低，電力介紹了由用戶分布式發(fā)電，分別或購(gòu)買電力從電網(wǎng)的方法為用戶?？梢?jiàn)，加強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)優(yōu)化的繼電保護(hù)的研究和實(shí)現(xiàn)是必要的。另外分布式發(fā)電使得新建集中式發(fā)電廠和遠(yuǎn)距離輸電線的需求將減少。目前，中國(guó)的風(fēng)電、光伏能源集中在西北，而負(fù)荷相對(duì)較小，局部無(wú)法化解大規(guī)模分布式電源，所以肯定會(huì)有很大部分是通過(guò)長(zhǎng)距離輸電到用戶。還增加了很多風(fēng)險(xiǎn)，由于分布式發(fā)電技術(shù)還不成熟，如果有分布式發(fā)電設(shè)備將導(dǎo)致一連串的事故發(fā)生小故障，其危害性是無(wú)法估量的。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)于分布式發(fā)電技術(shù)及對(duì)電力系統(tǒng)影響分析，發(fā)現(xiàn)在日后的研究中，除了影響應(yīng)對(duì)措施的研究外，更要加強(qiáng)分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)可靠性經(jīng)濟(jì)性等的評(píng)估模型、新型供電與用電管理體系、分布式發(fā)電全面監(jiān)控等方面問(wèn)題的研究，建設(shè)適應(yīng)分布式電源接入的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以及調(diào)度監(jiān)控手段，從而更好的促進(jìn)電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]鄒必昌.含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)重構(gòu)及故障恢復(fù)算法研究[D].武漢：武漢大學(xué)，2012.

[2]楊春風(fēng).分布式發(fā)電及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響[J].牡丹江大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（06）：120-122+130.

[3]王志群，朱守真，周雙喜，黃仁樂(lè)，王連貴.分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓分布的影響[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2004（16）.

作者單位

國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院 遼寧省沈陽(yáng)市 110013