趙化峰+郭權(quán)利

摘 要：分布式發(fā)電的研究具有多元性、廣泛性以及代表性。目前，電力系統(tǒng)的發(fā)展和能源發(fā)展現(xiàn)狀，分布式發(fā)電研究具有重要的理論意義和重要的應(yīng)用價值。同時介紹了國內(nèi)外分布式發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用前景。本文分析了分布式并網(wǎng)系統(tǒng)和分布式發(fā)電對電力系統(tǒng)規(guī)劃，電力質(zhì)量，繼電保護(hù)和可靠性以及配電網(wǎng)分布式發(fā)電和分布式發(fā)電前景的影響。

關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電；電力系統(tǒng)；配電網(wǎng)；并網(wǎng)技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.159

1 分布式發(fā)電技術(shù)

在電力系統(tǒng)不斷發(fā)展改進(jìn)的過程中，分布式發(fā)電以其獨特優(yōu)勢以及具有廣闊發(fā)展空間的前提下，不斷應(yīng)用而生。 近年來分布式發(fā)電技術(shù)以其獨有的環(huán)保性、經(jīng)濟性引起人們越來越多的關(guān)注。本文在簡要概述分布式電源及其并網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用情況的基礎(chǔ)上，介紹主要分布式電源的特點、主要涉及分布式發(fā)電并網(wǎng)的接口技術(shù)，含分布式電源的系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計及其優(yōu)化，含分布式電源的系統(tǒng)分析、運行與控制，孤島檢測、緊急控制與繼電保護(hù)等方面。最后指出分布式電源及并網(wǎng)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢與方向。

DG是指靠近用戶端安裝的一些中小型發(fā)電裝置。 它可以直接向少數(shù)用戶直接供電，不受公共電網(wǎng)的需求，或者與公共電網(wǎng)一起進(jìn)入配電網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供電力。

1.1 幾種分布式發(fā)電技術(shù)

（1）天然氣作為普通燃?xì)廨啓C，內(nèi)燃機和微型燃燒發(fā)動機為基本核心發(fā)電系統(tǒng)。

（2）燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。其中有：磷酸燃料電池PAMFC，質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC，熔融碳酸鹽燃料電池MCFC，固體氧化物燃料電池。

（3）太陽能光伏電池發(fā)電系統(tǒng)。

（4）風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。

（5）生物質(zhì)能發(fā)電系統(tǒng)。

2 分布式發(fā)電的并網(wǎng)

近年來，DG和常規(guī)電力系統(tǒng)的運行趨勢越來越明顯。 DG網(wǎng)絡(luò)有兩個方面的問題：一是網(wǎng)絡(luò)本身的結(jié)構(gòu)和性能； 另一個DG在電網(wǎng)之后對電力系統(tǒng)的運行，控制，保護(hù)等方面的影響。

2.1 分布式發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)

DG并網(wǎng)系統(tǒng)包括兩個含義：在DG和電網(wǎng)之間建立設(shè)備之間的物理連接，即硬件。DG與外界形成電氣連接手段。 同時，依靠這些電接觸的硬件，也可以實現(xiàn)DG單元的監(jiān)控，控制，測量，保護(hù)和調(diào)度功能。 每個DG在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用不一定包含所有組件，具體由市場需求選擇，技術(shù)特點以及相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動。

2.2 DG 并網(wǎng)對電力系統(tǒng)影響

DG的出現(xiàn)改變了配電系統(tǒng)的單向模式，使得趨勢不可預(yù)測。這種非常規(guī)的趨勢模式可以產(chǎn)生很多的影響：趨勢的變化使得電壓調(diào)整難以維持，并可能導(dǎo)致配電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)裝置，如果從DG到變電站的流量足夠大， DG可能過載，從而影響系統(tǒng)電源的可靠性。當(dāng)繼電保護(hù)裝置具有重合閘功能時，當(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)生故障時，DG必須在關(guān)閉時間之前移除，否則會導(dǎo)致電弧重新點火，從而使重合閘不成功。當(dāng)DG電源進(jìn)入電網(wǎng)時，原來的繼電保護(hù)區(qū)會減小，從而影響繼電保護(hù)裝置的正常工作。如果原配電網(wǎng)絡(luò)繼電器沒有敏感性能方向，當(dāng)其他并聯(lián)故障時，會導(dǎo)致繼電器DG分支的故障安裝，造成主分支電源故障。島操作被定義為與主系統(tǒng)分開運行的網(wǎng)絡(luò)的單獨部分，由一個或多個分布式電源供電。當(dāng)保護(hù)動作切斷故障形成后，DG從配電網(wǎng)隔離，仍然繼續(xù)給予部分負(fù)載電源，發(fā)生島嶼現(xiàn)象。隔離島是一個不受控制的電力系統(tǒng)，會有發(fā)電和電源之間的不平衡問題，而島電網(wǎng)沒有電壓，頻率控制，其特點是不可預(yù)測的。島上目前的分銷網(wǎng)絡(luò)是立即停止所有分布式發(fā)電設(shè)備的運行，使整條線路處于無功狀態(tài)，防止可能的設(shè)備損壞，消除潛在的安全隱患。當(dāng)DG通過變壓器，電纜線，開關(guān)等連接到配電網(wǎng)絡(luò)時，一旦配電網(wǎng)絡(luò)故障和系統(tǒng)側(cè)開關(guān)關(guān)閉，DG側(cè)開關(guān)將斷開，如果DG變壓器未連接到負(fù)載，變壓器電抗和電纜電容可能發(fā)生鐵磁共振，由過電壓引起，也可能引起大的電磁力，使變壓器產(chǎn)生噪聲或損壞變壓器。

3 分布式電源的應(yīng)用前景

隨著分布式發(fā)電技術(shù)水平的提高，各種分布式電力設(shè)備性能的不斷提高和效率的不斷提高，分布式發(fā)電成本也在不斷下降，分布式發(fā)電應(yīng)用將不斷擴大，可以覆蓋包括辦公樓，酒店，商店，酒店，家庭，學(xué)校，醫(yī)院，福利院，養(yǎng)老院，大學(xué)，體育館等場所。目前，這個電力供應(yīng)在中國只占很小一部分，但可以預(yù)計未來幾年，分布式電力供應(yīng)不僅可以作為集中發(fā)電的重要補充，也將在能源綜合利用中占有一席之地一個非常重要的位置。

因此，無論是解決城市供電問題，還是要解決農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)的電力問題，都有巨大的潛在市場，一旦遇到主要障礙和瓶頸，分布式發(fā)電系統(tǒng)將會飛速發(fā)展?？傊?，分布式發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用前景非常廣闊。

4 結(jié) 論

隨著二十一世紀(jì)分布式發(fā)電的不斷發(fā)展，電力行業(yè)越來越明顯。 同時，分布式發(fā)電是發(fā)電和能源綜合利用的新型的，有前途的方式。 DG作為當(dāng)今國際電力系統(tǒng)研究的前沿，其研究重點集中在DG對現(xiàn)有電力系統(tǒng)和相互作用機制的影響。 然而，大量分布式電源的接入將為配電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定帶來新的挑戰(zhàn)。 因此，有必要研究分布式供電配電網(wǎng)帶來的新問題，并解決這些解決方案對促進(jìn)中國經(jīng)濟快速發(fā)展的影響。在不斷發(fā)展新興能源網(wǎng)絡(luò)的同時更要鞏固自身的堅強電網(wǎng)，保證電力行業(yè)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行。

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