分布式供電技術(shù)在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

楊玉榮

國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司新巴爾虎右旗供電分公司

分布式供電技術(shù)在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

楊玉榮

國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司新巴爾虎右旗供電分公司

在經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的現(xiàn)代社會(huì)中，人們的生產(chǎn)生活對(duì)供電的需求越來(lái)越大，因此，電力系統(tǒng)也將面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展得越來(lái)越成熟，電力自動(dòng)化系統(tǒng)也在不斷地發(fā)展。而現(xiàn)代市場(chǎng)的通信需求加大，隨之，現(xiàn)代通信技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新與發(fā)展，并且取得了一定的實(shí)踐成果。電力系統(tǒng)逐漸開始將現(xiàn)代通信技術(shù)應(yīng)用于其中，并且現(xiàn)代通信技術(shù)在很大程度上有效地推動(dòng)了電力系統(tǒng)的發(fā)展。

分布式供電；電網(wǎng)體系；能源環(huán)境；再生資源

一、分布式供電的方式及自身優(yōu)點(diǎn)

相對(duì)于大電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，分布式能源供電系統(tǒng)是獨(dú)立性的小規(guī)模供電體系，在實(shí)際供電過(guò)程中形成的供電類別極多，其應(yīng)用最多的便是用電負(fù)荷≤50MW的小型模塊化發(fā)電和儲(chǔ)能設(shè)備。相對(duì)于常規(guī)供電體系，分布式能源供電體系具有大量?jī)?yōu)勢(shì)：(1)其實(shí)際建設(shè)過(guò)程較為簡(jiǎn)單，投入較少，見效較快。對(duì)于分布式發(fā)電能源來(lái)說(shuō)，其絕大多數(shù)都是以風(fēng)能和太陽(yáng)能以及生物質(zhì)能等多種再生能源為主，當(dāng)然在此過(guò)程中會(huì)涉及到少量燃?xì)廨啓C(jī)，但是其具有單機(jī)容量小、建設(shè)便捷、投資和安裝成本較小等多種優(yōu)勢(shì)；(2)距離客戶端較近，能夠極大地減少電力配送過(guò)程中產(chǎn)生的能源消耗；(3)分布式能源供電體系能夠以電源分布的基本特點(diǎn)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)多種電源的運(yùn)行時(shí)間和方式進(jìn)行合理調(diào)控，進(jìn)而滿足冷熱電聯(lián)產(chǎn)運(yùn)行對(duì)于能源的基本需求；(4)在分布式供電電源資源選擇過(guò)程中具有較強(qiáng)的多樣性，此外，再生能源的選擇要求在實(shí)際發(fā)電過(guò)程中并不會(huì)產(chǎn)生污染物質(zhì)，與此同時(shí)其自身較低的發(fā)電等級(jí)能夠極大地減少電磁污染；(5)分布式電源因?yàn)閱螜C(jī)容量較小，數(shù)量巨大并且相互之間獨(dú)立運(yùn)行，即便產(chǎn)生故障相互之間所產(chǎn)生的影響也極小。

二、分布式供電技術(shù)的使用

在配電網(wǎng)中大量使用分布式電源主要具有以下兩種目的：

1、對(duì)重要負(fù)荷以及快速增長(zhǎng)的負(fù)荷形成預(yù)備

在該種情況下分布式發(fā)電體系作為電源直接使用，而區(qū)別在于配電網(wǎng)中的分布式電源通常是作為備用電源，受到該種因素的直接影響，應(yīng)當(dāng)使用多種可再生資源形成發(fā)電，并通過(guò)可再生資源和儲(chǔ)能設(shè)備結(jié)合的方式展開日常運(yùn)行。

2、對(duì)配電網(wǎng)的電能質(zhì)量形成有效改善

在配網(wǎng)中使用分布式電源可以有效改善電能質(zhì)量，分布式配電網(wǎng)系統(tǒng)成為了未來(lái)主要的發(fā)展方向，隨著人們生活方式的日漸變化以及對(duì)敏感性設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越多，用戶對(duì)電能的質(zhì)量及供電的可靠性也有了非常高的要求，要求電壓波形畸變程度、電壓幅值波動(dòng)范圍、三相不對(duì)稱度都要盡量小，甚至要求定制電力有更高的穩(wěn)定性。但是當(dāng)前配電網(wǎng)系統(tǒng)是無(wú)法滿足上述要求的，因?yàn)榕潆娋W(wǎng)的有功儲(chǔ)備和無(wú)功儲(chǔ)備不足，導(dǎo)致電能質(zhì)量不高，所以在配電網(wǎng)中使用分布式電源有助于提升供電網(wǎng)的電能質(zhì)量以及供電的可靠性。但是就所使用的技術(shù)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的過(guò)程中依然有以下兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題必須得到解決：(1)因?yàn)榕潆娋W(wǎng)在實(shí)際規(guī)劃過(guò)程中區(qū)別于輸電網(wǎng)絡(luò)，在傳統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)中都是輻射型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并不會(huì)產(chǎn)生電源規(guī)劃的基本問(wèn)題，而隨著分布式電源的出現(xiàn)，逐漸產(chǎn)生了大量網(wǎng)絡(luò)電源規(guī)劃的基本問(wèn)題。在分布式配電網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)當(dāng)同時(shí)考慮到多種類型分布式電源的基本容量和技術(shù)需求以及電源附近的負(fù)荷性質(zhì)，并通過(guò)協(xié)調(diào)運(yùn)行確保分布式配電系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮自身的基本價(jià)值。另外，確保分布式電源配置的合理性能夠極大地降低配電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的損耗，從而有效提升配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的基本效益；(2)隨著分布式電源的形成和加入，使得傳統(tǒng)電網(wǎng)輻射的基本結(jié)構(gòu)被打破，繼而形成了輻射網(wǎng)和分布式供電網(wǎng)相結(jié)合的混合式配電網(wǎng)。而為了有效提升配電網(wǎng)供電系統(tǒng)的可靠性，當(dāng)前絕大多數(shù)配電網(wǎng)已經(jīng)形成了環(huán)網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行的基本模式，以圖2所展示的供電網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)運(yùn)行進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。變壓器T1和T2通過(guò)饋線為負(fù)荷提供電源支持，而為了有效保證整定和兩斷電源的同步性，在正常運(yùn)行狀態(tài)下應(yīng)當(dāng)促使開關(guān)SC處于斷開狀態(tài)。倘若沒(méi)有將分布式電源接入到配電網(wǎng)中，在第一段線路產(chǎn)生短路故障時(shí)，開關(guān)1A將會(huì)進(jìn)行過(guò)流保護(hù)，及時(shí)阻斷故障，而此時(shí)的1B則可以正常運(yùn)行。F1如果產(chǎn)生瞬時(shí)故障時(shí)，斷路器1A則會(huì)重合閘成功，1B監(jiān)測(cè)到電壓之后便會(huì)立即恢復(fù)，并在預(yù)定時(shí)間間隔之后再次恢復(fù)供電。而倘若F1產(chǎn)生永久性故障，那么1A則會(huì)重合閘失敗，1B閉鎖，此時(shí)分段聯(lián)絡(luò)開關(guān)SC將會(huì)動(dòng)作閉合，并由T2完成無(wú)故障電路的供電。

倘若分布式電源DG接入到配電網(wǎng)之中，在同樣的故障F1產(chǎn)生時(shí)，分布式電源DG的容量和線路的阻抗將會(huì)直接決定開關(guān)1B是否能夠感受到短路電流，而為了有效提升故障隔離的正確幾率，開關(guān)1B上必須安裝方向電流保護(hù)。倘若故障點(diǎn)F1與1B之間的距離較大，而分布式電源DG的容量較小，開關(guān)1B將會(huì)始終處于閉合狀態(tài)。在該種狀況下，即便F1產(chǎn)生瞬時(shí)故障，而因?yàn)镈G始終回想故障點(diǎn)提供短路電流，因此該瞬時(shí)故障不會(huì)自行消失，開關(guān)1A重新合閘失敗之后，故障持續(xù)存在并引發(fā)新故障。

其實(shí)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)配電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置通常會(huì)按照輻射型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完成整定配合，基于此，分布式電源的引入將會(huì)對(duì)不同保護(hù)之間的配合產(chǎn)生極大的影響作用。而為了有效降低分布式電源對(duì)于配電網(wǎng)保護(hù)整定形成的巨大影響，最簡(jiǎn)單的方式便是在故障產(chǎn)生之后，將分布式電源從配電網(wǎng)中完全隔離，繼而恢復(fù)配電網(wǎng)的輻射型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。借助該種方式并不需要因?yàn)榉植际脚潆娋W(wǎng)的加入而進(jìn)行重新設(shè)計(jì)配電網(wǎng)保護(hù)裝置。而在解列分布式電源時(shí)必須根據(jù)電源的自身特點(diǎn)保證單獨(dú)運(yùn)行分布式電源的基本安全，并充分考慮解列時(shí)間和保護(hù)裝置動(dòng)作之間的配合。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著可再生能源的不斷發(fā)展，人們的環(huán)保意識(shí)不斷提升以及電力市場(chǎng)的不斷改革升級(jí)，為分布式發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用提供了發(fā)展基礎(chǔ)，通過(guò)采用分布式發(fā)電技術(shù)可以更加靈活地對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，為用戶營(yíng)造一個(gè)更加安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的電力系統(tǒng)。

[1]梁天樂(lè).現(xiàn)代形勢(shì)下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力信息通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)新通信，2014，(23)：79.

[2]黎恒烜.微電網(wǎng)故障重構(gòu)方法研究[D].華中科技大學(xué)，2012.