分布式發(fā)電及其在電力系統(tǒng)中的運用

劉黎明 王雪斌

（貴州水利水電職業(yè)技術(shù)學院）

0 引言

在當前我國的社會快速發(fā)展背景下，能源的需求量隨之提升，尤其是電力能源的需求，呈現(xiàn)顯著的增長趨勢，這便需要高度重視發(fā)電環(huán)節(jié)，盡最大程度提高發(fā)電效率，確保發(fā)電數(shù)量滿足人們的基本需求。但傳統(tǒng)發(fā)電模式多為集中式發(fā)電，過于死板，無法滿足用戶的供電需求，且一旦一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，便會導致整個系統(tǒng)難以正常運行，而分布式發(fā)電作為一種新型的供電形式，以分散式布置在用戶的附近，具有較強的靈活性，可有效地彌補集中式發(fā)電的弊端，保障供電的穩(wěn)定性，從而更好地提供電力能源服務，促進電力企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟效益。

1 分布式發(fā)電的特點

分布式發(fā)電，功率為幾千瓦到50MW的小型模塊式，具有獨立電源，主要是將發(fā)電設(shè)備根據(jù)用戶的供電需求，安裝在所在的區(qū)域或者配電網(wǎng)之中，其發(fā)電的容量小且方式靈活，能夠充分滿足不同用戶的電力需求。而且分布式發(fā)電包括兩種模式，其一為并網(wǎng)模式，其發(fā)電系統(tǒng)與現(xiàn)行電力系統(tǒng)相連，應用并聯(lián)運行的方式，有效地緩解用電高峰期的電力系統(tǒng)壓力，避免由于高負荷產(chǎn)生的電力系統(tǒng)故障現(xiàn)象發(fā)生[1]；其二為孤網(wǎng)模式，則是指分布式發(fā)電設(shè)備，不與其他電力系統(tǒng)相連，進行發(fā)電自治，可依據(jù)用戶的需求加以調(diào)整。為此分布式發(fā)電的優(yōu)勢較多，其特點如下。

（1）設(shè)置靈活

分布式發(fā)電系統(tǒng)在具體的區(qū)域內(nèi)應用，能夠達到理想的就近就地效果，其應用設(shè)備十分靈活，尤其是在相應設(shè)置體積、具體容量方面，可以進行有效調(diào)節(jié)，以此在充分運用當?shù)刭Y源的基礎(chǔ)上，促使其發(fā)揮出最佳的發(fā)電效果。而且分布式發(fā)電的應用，利于便捷的構(gòu)建，整體的資金需求量不高，建設(shè)的時間較短，便于大面積推廣，由此整體上提升發(fā)電效率[2]。

（2）配電網(wǎng)可靠

對于分布式發(fā)電來說，其配電網(wǎng)的可靠性較高。由于分布式發(fā)電系統(tǒng)可在相關(guān)區(qū)域內(nèi)，作為備用電源，進行合理的設(shè)計，更好地保障相關(guān)區(qū)域內(nèi)電力供應，以此來避免因主電源重點導致停電問題的發(fā)生，在備用電源方面的作用明顯。

（3）環(huán)境污染小

由于分布式發(fā)電相比傳統(tǒng)的火力發(fā)電來說，很多分布式發(fā)電系統(tǒng)的布置，并不會影響或污染周圍的環(huán)境，基本上不會排放任何污染物，由此可達到環(huán)境保護的效果，更符合現(xiàn)階段社會發(fā)展對環(huán)保工作提出的要求，從而充分利用各地豐富的清潔、可再生能源，為用戶提供“綠色電力”，同時實現(xiàn)節(jié)能減排的目標[3]。

2 分布式發(fā)電技術(shù)

（1）風力發(fā)電

分布式發(fā)電的供應，主要使用的一個技術(shù)便是風力發(fā)電，能夠直接將風力資源，轉(zhuǎn)化為電力能源，而不消耗現(xiàn)有的能源，并且整體的發(fā)電成本較低。同時，風力發(fā)電作為一種新型的環(huán)保電能使用形式，風能的使用不會對現(xiàn)有的環(huán)境造成任何的污染，已經(jīng)成為我國發(fā)展較為快速的新型電力技術(shù)。

（2）光伏發(fā)電

通常來說，光伏主要是指太陽的光伏，通過特定的材料，比如多晶硅、單晶硅等半導體材料，將太陽能轉(zhuǎn)化為電力能源，緩解我國的能源壓力，作為可再生能源，這樣的發(fā)電形式，對地域環(huán)境并沒有嚴格的要求，基本上大部分的地區(qū)，都能使用太陽能進行電力的供應，在太陽能豐富的白天，利用光伏電池將太陽能持續(xù)轉(zhuǎn)化為電能，為用戶提供穩(wěn)定的電能，并且儲存多余的電能，滿足用戶夜間用電需求[4]。而且不存在燃料的消耗問題，不會產(chǎn)生任何的有害污染物，十分適應現(xiàn)階段社會發(fā)展中的保護環(huán)境要求，其發(fā)展前景廣闊。但是在應用過程中，光伏電池發(fā)電技術(shù)會受到日照時間的長短、強度影響，存在一定的技術(shù)水平限制，所以當前應用光伏電池太陽能的轉(zhuǎn)化率較低。

（3）燃料發(fā)電

燃料發(fā)電則是通過電化學反應，將富氫燃料的化學能，轉(zhuǎn)化為電能，這是一種新型的儲能裝置，具有較高的能量密度，其工作原理與普通的電池蓄電原理比較類似，主要根據(jù)化學反應，將原有的電子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換為離子結(jié)構(gòu)，其電子的得失可產(chǎn)生電流，從而達到電力供應的目的[5]。相比蓄電池來說，燃料電池所儲存的能量更高，且密度更大，包括陽極、陰極與電解質(zhì)，但應用燃料發(fā)電，需要保證電池中的燃料、催化劑充足，由此確保發(fā)電系統(tǒng)的持續(xù)運轉(zhuǎn)。

3 分布式發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響

（1）電能影響

分布式發(fā)電的供應方式，對整體的電力系統(tǒng)中電能產(chǎn)生的影響包括三個方面，其一是分布式電力供應，對轉(zhuǎn)化器的使用具有眾多的數(shù)量要求，也就是說，轉(zhuǎn)化器的使用數(shù)量增加，電力系統(tǒng)中的諧波受到的影響隨之增大，從而降低最終的電能傳輸質(zhì)量；其二是影響電力系統(tǒng)中的電壓，如若分布式電力供應所使用的電源功率較大，便會在電源啟動時，促使電網(wǎng)中的電壓在短時內(nèi)產(chǎn)生劇烈的變化，由此降低整體系統(tǒng)中的電能實際傳輸與使用的質(zhì)量；其三是在整體電力系統(tǒng)負荷較大的情況下，分布式發(fā)電形式，能夠減少整體電網(wǎng)的負荷，避免系統(tǒng)出現(xiàn)用電故障，由此確保整體電網(wǎng)的使用穩(wěn)定性與安全性。

（2）電壓影響

由于分布式發(fā)電會改變電網(wǎng)的格局，原有的輻射狀結(jié)構(gòu)，需要轉(zhuǎn)變?yōu)槎嚯娫吹慕Y(jié)構(gòu)，導致電壓發(fā)生變化，這樣一來，原有的電壓調(diào)節(jié)方案，已經(jīng)無法適應當前的電力發(fā)展狀況，需要重新制定調(diào)壓的方案，由此通過電壓的調(diào)節(jié)，減少原有電網(wǎng)的負荷點所在地電壓的升高問題，進一步防止分布式發(fā)電對原有電力用戶產(chǎn)生的不良影響，從而確保整體電網(wǎng)的供電效能得以提升[6]。

（3）電力市場影響

分布式發(fā)電對能源的使用形式比較多元化，各種新型的環(huán)保能源，逐漸應用到分布式的電力建設(shè)之中，更多的能源使用為人們提供了眾多的電能選擇，其電力使用者便可根據(jù)自身的喜好、電能的價格，選擇最終的供電形勢，促進供電市場的良性競爭。同時分布式發(fā)電，有利于人們的用電形式更加靈活，尤其是眾多的電力企業(yè)，可以結(jié)合實際情況制定銷售的方案，為此推動電力市場的持續(xù)化發(fā)展。

4 分布式發(fā)電在電力系統(tǒng)中的有效應用

分布式發(fā)電在具體的電力系統(tǒng)中應用，雖然具有較多的優(yōu)勢與積極的價值，但是想要促使其得到更加理想的運用，便要解決目前應用中出現(xiàn)的技術(shù)難點與問題，避免各類缺陷、事故損傷的發(fā)生，為此分布式發(fā)電在電力系統(tǒng)中的有效應用，需要注意以下幾點。

（1）改變配電網(wǎng)模式

由于傳統(tǒng)的電力能源供應，其配電網(wǎng)的建設(shè)，主要是采取輻射形式進行處理，其模式能夠滿足各個用戶端的電路能源需求，且構(gòu)建模式簡單、實用性強[7]。為此，在分布式發(fā)電的應用中，便要進行適應性的調(diào)整，改變配電網(wǎng)模式，規(guī)劃到相應的線路，尤其是對于線路潮流的具體方向、大小，都要結(jié)合相應分布式發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)分布加以合理操作，由此進一步提高整體的發(fā)電效率，達到更為理想的發(fā)電效果。

（2）關(guān)注配電網(wǎng)電壓

在分布式發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)接入過程中，因為是在外電源的接入，整個配電網(wǎng)的電壓便會受到明顯的影響，導致傳統(tǒng)的原有穩(wěn)定電壓受到一定程度上的破壞，由此干擾配電網(wǎng)的正常運行。為此，在并網(wǎng)接入時，要重視配電網(wǎng)的電壓，做好相應的處理，保障其配電網(wǎng)的運行更加穩(wěn)定、可靠。同時，分布式發(fā)電系統(tǒng)接入并網(wǎng)時，其原有電能質(zhì)量也會受到影響，所以同樣需要采取良好的措施加以改進控制，比如在分布式發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)接入時，合理設(shè)置濾波器，避免其原有質(zhì)量遭受干擾。

（3）合理設(shè)置繼電保護

對于整個配電網(wǎng)的運行來說，繼電保護是其中較為重要的一個方面，其運行效果容易受到分布式發(fā)電并網(wǎng)接入的干擾，所以需要合理的設(shè)置繼電保護，切實保障相應繼電保護動作的準確、可靠，避免出現(xiàn)一些誤操作等現(xiàn)象。而繼電保護的優(yōu)化布置，涉及到很多因素的影響，為此要進行全面計算與分析相應繼電保護裝置，促使其具備最佳的可靠運行價值，同時定期進行檢驗與處理。

（4）有效調(diào)節(jié)配電網(wǎng)

在配電網(wǎng)的控制與調(diào)節(jié)過程中，當分布式發(fā)電并網(wǎng)接入之后，就需要進行重點研究，來達到較為理想的適應性效果，針對不同電力能源接入，加以實時調(diào)整，從而進一步保障配電網(wǎng)的運行，具備高效的價值，從而有效地避免各類供電問題、缺陷的發(fā)生。

5 結(jié)束語

綜上所述，分布式發(fā)電作為一種新型的發(fā)電技術(shù)，為電力系統(tǒng)帶來積極的影響，既能促進發(fā)電技術(shù)的提升，又能帶來更高發(fā)電效率與質(zhì)量，由此保障整個供電系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性與可靠性。由于分布式發(fā)電在電力系統(tǒng)的應用價值顯著，能夠有效地緩解能源的使用壓力，減少電力故障的發(fā)生，同時電損耗較低，適應各個場所的環(huán)境，為人們靈活的提供電能，最大程度滿足人們對供應的需求，從而在整體上提升發(fā)電質(zhì)量，確保發(fā)電企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟效益，同時為電網(wǎng)負荷的降低、發(fā)電技術(shù)的節(jié)能環(huán)保做出巨大的貢獻。