分布式發(fā)電及其對(duì)電力系統(tǒng)分析的影響

曾紹瓊

摘要：由于采取分布形式的發(fā)電技術(shù)不僅能節(jié)約電力建設(shè)工作的開銷，同時(shí)能令電力結(jié)構(gòu)整體的機(jī)能以及運(yùn)轉(zhuǎn)效率增長，為令電力行業(yè)的從業(yè)者能增進(jìn)對(duì)分布形式發(fā)電技術(shù)的掌握，作者在回顧反思的前提下，探索在目前集中結(jié)構(gòu)的供電結(jié)構(gòu)中，分布形式的發(fā)電技術(shù)具備哪幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)選取輸電系統(tǒng)之中具備代表性的集中分布發(fā)電裝置，針對(duì)分布發(fā)電在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為整個(gè)電力傳運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)造帶來的關(guān)鍵影響。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)分析；分布式發(fā)電；優(yōu)勢(shì)；影響

1.前言

國內(nèi)電力結(jié)構(gòu)當(dāng)下處在革新階段，而分布形式的發(fā)電技術(shù)不但能對(duì)電力結(jié)構(gòu)的革新進(jìn)行推進(jìn)，同時(shí)對(duì)用電的群眾來說，分布式為大眾帶來了新的用電選擇。同時(shí)，因?yàn)榉植夹问降陌l(fā)電設(shè)施在裝置時(shí)不需耗費(fèi)過長的周期，不會(huì)給正在運(yùn)轉(zhuǎn)的原有發(fā)電系統(tǒng)帶來干擾，同時(shí)發(fā)電裝置與現(xiàn)有大規(guī)模的電站相比不必耗費(fèi)太多的資本，為了探索分布形式的發(fā)電裝置在當(dāng)前電力運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之中的分析作用，文章針對(duì)電站中具有代表性的分布形式發(fā)電裝置進(jìn)行特征分析，在此前提下探析這種發(fā)電裝置影響電站系統(tǒng)分析環(huán)節(jié)的情況。

2.電力系統(tǒng)內(nèi)部裝設(shè)分布發(fā)電裝置的優(yōu)勢(shì)

（1）安全及穩(wěn)定水平提升：對(duì)于分布形式的發(fā)電結(jié)構(gòu)來說，其中每個(gè)電站都處在各自獨(dú)立的狀態(tài)，采取分布發(fā)電不僅能給用電者更多的自主操控權(quán)利，同時(shí)也能防范大面積的停電狀況，所以對(duì)供應(yīng)以及消費(fèi)電能的雙方而言，這種機(jī)發(fā)電方式都更加可靠[1]。分布形式的發(fā)電裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)階段非常平穩(wěn)，假如城市偶然間出現(xiàn)災(zāi)害，這種發(fā)電裝置仍能保持電能傳輸?shù)倪M(jìn)行。比如廣東某鎮(zhèn)在夏天出現(xiàn)了連續(xù)雷雨天氣，因雷擊影響突然有六條400千伏輸電電纜賞識(shí)供電能力，在隨后的五分鐘里，負(fù)荷區(qū)方面得到了從燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)施方面?zhèn)魉偷?GW電容量，因此遏制了電壓失衡情況。（2）運(yùn)轉(zhuǎn)期間引起少量電損：分布形式的發(fā)電設(shè)施在對(duì)目標(biāo)用電處進(jìn)行輸電時(shí)產(chǎn)生的電損非常少，所以不必額外建立附加的電站，所以不需要單位額外投入配電開銷，并且在涉及分布發(fā)電裝置的施工開銷也比較少。（3）分布形式的發(fā)電結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到某些特別場(chǎng)所的用電要求，例如醫(yī)療單位等。（4）分布式能夠?qū)﹄娔軅鬏敺骞冗M(jìn)行協(xié)調(diào)。

3.電站中典型分布形式供電裝置的特征

3.1分布式的燃料電池裝置

這種裝置一般在維持穩(wěn)定溫度的基礎(chǔ)上可以把燃料所具有的效能發(fā)揮出來，在運(yùn)行時(shí)氧化劑也會(huì)同步發(fā)揮效用，并將燃料轉(zhuǎn)變成電力。所以使用燃料電池并不需要令其燃燒，通常是經(jīng)由點(diǎn)化技術(shù)的轉(zhuǎn)化規(guī)律，把儲(chǔ)備的燃料能量變更為電力。這種電能裝置可依照電解質(zhì)本身存在的特性進(jìn)行區(qū)分，其中PAC電池、PAM、PAFC、MCFC等都屬于常見的同類電池[2]。而PAFC屬于最適合應(yīng)用在商業(yè)營銷上的一種燃料電池裝置，新開發(fā)的MCFC電池屬于最適宜發(fā)電系統(tǒng)使用的電池。

這種通過燃料成分生產(chǎn)電能的電池裝置在應(yīng)用時(shí)能達(dá)到極高的發(fā)電效能，同時(shí)及時(shí)電荷出現(xiàn)波動(dòng)，電池裝置也不會(huì)遭到干擾；同時(shí)，電池裝置非常清潔，不易為電站帶來污染，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)很少出現(xiàn)噪音；此外，裝置這種電池不需經(jīng)過漫長的周期，也不需尋找特定的裝設(shè)地點(diǎn)，不必同時(shí)建立專門的配電線路。

3.2分布形式的光伏電池

部分電站目前已對(duì)光伏電池裝置進(jìn)行了引入，其中通過太陽能進(jìn)行發(fā)電的特殊電池裝置內(nèi)部裝置著半導(dǎo)體元件，能夠不斷通過消耗光能產(chǎn)生電能。在日間進(jìn)行發(fā)電生產(chǎn)出現(xiàn)的剩余電量回送到電力結(jié)構(gòu)，在夜里再把剩余的電能從電力結(jié)構(gòu)中提取出來。通過光能電池裝置進(jìn)行發(fā)電生產(chǎn)不必耗費(fèi)燃料，同時(shí)這種電池能夠在各種場(chǎng)地應(yīng)用，不會(huì)受到環(huán)境的局限，此外光能電池比常規(guī)電池裝置更為清潔，在進(jìn)行維護(hù)方面比較簡易。但受科技局限，現(xiàn)在的光能電池還不能大量進(jìn)行電能轉(zhuǎn)化。此外，光能電池裝置容易受光照程度的干擾，如果光照比較理想，就能輸出額度較高的電能，假如光照比較弱，得到的電能額度會(huì)比較低，并且當(dāng)下的技術(shù)無法任意對(duì)光能進(jìn)行操控和調(diào)度，所以還無法大規(guī)模應(yīng)用光能電池。

3.3分散形式的風(fēng)力發(fā)電

這種發(fā)電形式可以將氣流轉(zhuǎn)變成可控的電能，同樣屬于清潔的可靠能源，但是這種依靠風(fēng)能實(shí)現(xiàn)發(fā)電生產(chǎn)的裝置與依賴光實(shí)現(xiàn)發(fā)電的墊置裝置一樣，都受自然能源的制約，具體功率受風(fēng)力大小限制。風(fēng)能發(fā)電能夠通過同步形式的電機(jī)涉惡必以及傳感電機(jī)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)轱L(fēng)能發(fā)電所產(chǎn)生的功率具有不可防范的輕微失衡情況，所以在一定范圍內(nèi)，風(fēng)能發(fā)電能夠達(dá)到存儲(chǔ)電能的效果。通常，風(fēng)能發(fā)電設(shè)備所傳輸?shù)碾娏髟谕ㄟ^調(diào)整之后能夠存入電池裝置中再借助逆變裝置傳到電網(wǎng)之中。

3.4小型燃?xì)廨啓C(jī)裝置

這種裝置在發(fā)電時(shí)，一般功率不會(huì)超過10KW，需要依靠甲烷或者汽油之類的燃料才可以運(yùn)轉(zhuǎn)并生成電能。在以最高的荷載開展發(fā)電生產(chǎn)時(shí)，能夠得到30%左右的效率，在生產(chǎn)電能的同時(shí)能夠同步生產(chǎn)熱能，并且能得到75%左右的效率。小型的汽輪機(jī)設(shè)備不但不需占據(jù)廠房過多的空間，且容易移動(dòng)、效能很高，不會(huì)造成過高的污染，在操作上較為簡易。此類分布形式的發(fā)電裝置在特點(diǎn)上與過去集中形式的電能生產(chǎn)機(jī)組接近，能夠以統(tǒng)一操作實(shí)施調(diào)度，可是如果要同步對(duì)電能以及熱能進(jìn)行生產(chǎn)，設(shè)備對(duì)于熱量條件有較高需要。

4.在電力系統(tǒng)內(nèi)投入分布電源裝置帶來的影響

在把分布形式的電源裝置連入系統(tǒng)內(nèi)部之后，電能的傳輸網(wǎng)絡(luò)會(huì)從原本的放射形式轉(zhuǎn)化為全面覆蓋電源裝置以及電能使用段的廣闊網(wǎng)絡(luò)。在常規(guī)的配電結(jié)構(gòu)內(nèi)部，電力傳遞的功率會(huì)從變壓裝置斷傳送到使用端。比如，以平均的速率通過10千米的電線傳送10MW的電能，傳輸時(shí)功率額度會(huì)自電站開始遞減并醫(yī)治減少到最末。

假如此時(shí)對(duì)饋線之中的平均分界點(diǎn)進(jìn)行確定，并在該處裝置上分布形式的發(fā)電裝置系統(tǒng)（8MW），電能就會(huì)自設(shè)備往電站所在處傳遞，情況如圖1。

在加裝了分布發(fā)電裝置以后，饋線中增加了0點(diǎn)，此種情況會(huì)給電路的運(yùn)作以及實(shí)際維護(hù)操作帶來困難。所以在把分布電源裝置到饋線之中時(shí)，需對(duì)電源裝置進(jìn)行篩選，選取一個(gè)功率比較核實(shí)的電源，防范電流發(fā)生逆流通過變壓裝置。通常需要達(dá)到Pij≥0的條件[3]。同時(shí)，在將分布形式的電源裝置連入電能系統(tǒng)之后，除了需要對(duì)重載進(jìn)行分析，還需考慮電源裝置本身能夠達(dá)到的最高功效問題，因此應(yīng)該控制壓力調(diào)整環(huán)節(jié)。所以，需要強(qiáng)化電源裝置所具有的功率自控能力，同時(shí)可加載上調(diào)適功率的設(shè)備。

5.結(jié)束語

總之，當(dāng)下分布形式的電能生產(chǎn)科技得到了大規(guī)模的使用，同時(shí)國內(nèi)的電能網(wǎng)絡(luò)正趨向全面實(shí)現(xiàn)分布發(fā)電的形勢(shì)，所以電能單位需深層探索分布形式的發(fā)電裝置，歸納典型分布裝置在原理以及運(yùn)作上呈現(xiàn)的特點(diǎn)，以便更全面地對(duì)分布發(fā)電裝置進(jìn)行應(yīng)用。上文在對(duì)典型分布發(fā)電裝置進(jìn)行特征介紹的同時(shí)，還探索了此類裝置在電能系統(tǒng)分析方面帶來的影響。借此，增進(jìn)電力人員對(duì)分布式電能科技的認(rèn)知，了解電力系統(tǒng)內(nèi)部裝設(shè)分布發(fā)電裝置的優(yōu)勢(shì)以及在電力系統(tǒng)內(nèi)投入分布電源裝置帶來的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉芙蓉，康勇，段善旭，唐愛紅.電壓正反饋式孤島檢測(cè)方法的邊界條件及改進(jìn)算法[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào).2012，12（03）：121-124.