分布式發(fā)電及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究分析

彭柳鈞 王大東 王安興

摘 要：在社會經(jīng)濟發(fā)展的過程中，電力資源已經(jīng)逐漸成為社會生產(chǎn)、生活不可或缺的重要能源，電力資源的研究和發(fā)展也得到了社會公眾的廣泛關(guān)注。分布式發(fā)電作為新型的發(fā)電模式，同傳統(tǒng)發(fā)電形式相比無論是成本投資、靈活性還是兼容性上都有著明顯的優(yōu)勢，其在電力系統(tǒng)中的運用也極大的促進了電力系統(tǒng)的完善和發(fā)展，使得電力系統(tǒng)在經(jīng)濟穩(wěn)定性上得到了提升。本文將對當前分布式發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀進行探討，并對未來的發(fā)展形式進行了展望。

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

一、引言

隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，人們無論是在工作還是生活中，對于用電的依賴程度不斷加深，在配電網(wǎng)中，由于城市居民、商業(yè)用戶以及農(nóng)村用電需求的不同導(dǎo)致不同區(qū)域的用電負荷隨機波動性較大。受到不同季節(jié)的影響一些家用電器的用電需求無規(guī)律可循，一些自然災(zāi)害和極端天氣也會造成用電負荷的變化導(dǎo)致配電網(wǎng)絡(luò)運行受到影響。在進行配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計過程中需要綜合考慮上述因素造成的影響和干擾，同時也應(yīng)當明確在電力系統(tǒng)自身的集中發(fā)電和遠距離輸電等功能存在著一些不足要對電力系統(tǒng)實現(xiàn)升級和完善，就必須投入大量的資金用于配電網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)改造。當前通過分布式發(fā)電和電網(wǎng)之間聯(lián)合運行的方式能夠有效的提升電力系統(tǒng)運行的靈活性和安全性。

二、分布式發(fā)電技術(shù)

分布式電源。分布式發(fā)電是指的是在配電網(wǎng)周邊直接布置發(fā)電設(shè)施來為配電網(wǎng)提供較為安全可靠的電力資源。當前的分布式電源在種類上包括有微型燃氣輪機電源，光伏電池以及風(fēng)力發(fā)電等。

微型燃氣輪機技術(shù)。微型燃氣輪機通過對天然氣甲烷等燃料進行燃燒，來進行發(fā)電，從傳統(tǒng)的火力發(fā)電相比其在發(fā)電效率上有著顯著的提升，并且在資源利用率上更是達到了70%以上。微型燃氣輪機最大的優(yōu)勢在于其在提供電力資源的同時也能夠滿足熱能的供應(yīng)需求，能夠?qū)崿F(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)綜合提升能源的使用效率。目前微型燃氣輪機已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，屬于目前技術(shù)最為成熟，最具備商業(yè)競爭力的分布式電源，無論是在管理運營還是發(fā)電效率上都有著較強的優(yōu)勢。

燃料電池技術(shù)。燃料電池技術(shù)同傳統(tǒng)的燃料燃燒發(fā)電不同，其通過讓天然氣或者甲醇的燃料通過與氧氣結(jié)合產(chǎn)生水，由氫氧離子的定向移動而形成電流通過電解制的方式來將化學(xué)能源轉(zhuǎn)化為電能。燃料電池的發(fā)電形式是當前最具潛力的發(fā)電方式之一，通過電解質(zhì)的方式直接將化學(xué)能源轉(zhuǎn)化為電能極大的提升了燃料電池的發(fā)電效率，是傳統(tǒng)火力發(fā)電廠發(fā)電效率的兩倍以上。同時由于氫氧離子的結(jié)合，使得燃料電池發(fā)電最終產(chǎn)生的副產(chǎn)品為水和少量的二氧化碳，這也就意味著燃料電池發(fā)電過程清潔無污染，同傳統(tǒng)的發(fā)電方式相比能夠降低對周邊環(huán)境的污染同時便于安裝，減少對于配電系統(tǒng)的布置。

光伏電池技術(shù)。光伏電池技術(shù)就是通過布置發(fā)電裝置來講太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)方式，目前光伏電池技術(shù)在國際范圍內(nèi)得到了廣泛的關(guān)注和認可，雖然現(xiàn)階段光伏發(fā)電技術(shù)不夠成熟有著投資成本高，發(fā)電裝置運行困難的問題，但由于光伏電池技術(shù)能夠直接對可再生的太陽能進行有效利用，因此具備良好的市場發(fā)展前景，是未來電力系統(tǒng)發(fā)展的主要發(fā)電方式之一。

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)從能量轉(zhuǎn)化的角度可以分為風(fēng)力機和發(fā)電機兩部分內(nèi)容，在風(fēng)力的驅(qū)使下風(fēng)力機通過高速的運轉(zhuǎn)來提供動能進而由發(fā)電機進行發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也屬于清潔能源的發(fā)電形式，通過在一些有著較強風(fēng)力資源的地區(qū)進行布置，能夠滿足周邊所需的電力需求。

三、分布式發(fā)電在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀

對繼電保護的影響。在整個變電運維工作中一旦發(fā)生變壓器操作失誤將會造成重大的影響，對維護整個電網(wǎng)的運行穩(wěn)定，保障人們的正常用電需求是極為不利的。因此必須要加強對于變壓器操作的重視程度，通過加強管理和明確防范意識來對接和空載變壓器操作過程實施有效監(jiān)督，避免由于出現(xiàn)電壓過載而造成的變壓器操作失誤等問題。同時在變壓器操作的過程中，空載電壓的提升也會使得變壓器的絕緣狀況受到干擾，因此在進行操作的過程中需要嚴格按照相關(guān)規(guī)范來進行操作，確保其絕緣性能穩(wěn)定。繼電保護工作是整個電網(wǎng)運行過程中的重要屏障，其能否安全運行對于維護整個電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)有著重要意義。在實際的變電運維風(fēng)險點分析過程中繼電保護一直都是常見的風(fēng)險事故發(fā)生項目，因此做好繼電保護工作是電網(wǎng)能否正常運行的關(guān)鍵所在。要強化設(shè)備保護和工作管理就需要加強，對于直流系統(tǒng)中分錄系統(tǒng)的綜合管理避免在操作過程中存在失誤和故障發(fā)生，同時也要加強對于繼電保護的各項工作檢查，一旦發(fā)生停電或者跳閘等故障一定要做好后續(xù)的檢查工作，只有這樣才能夠避免變電運維故障的發(fā)生。

微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計。在對微電網(wǎng)進行規(guī)劃設(shè)計的過程中，首先應(yīng)當明確系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的實際需求，在盡可能降低系統(tǒng)建設(shè)成本的同時實現(xiàn)投資收益的最大化，同時盡可能避免對周邊環(huán)境的影響來對污染物排放進行適當?shù)目刂疲谙到y(tǒng)供電的過程中應(yīng)當以供電需求的可靠性為主要參考因素。在實際的供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)置過程中，可以通過構(gòu)建函數(shù)分析模型的方式來對系統(tǒng)的整體經(jīng)濟性和效益進行綜合對比分析，在數(shù)據(jù)模型的支持下選取經(jīng)濟指數(shù)最高的投資生產(chǎn)模式。微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的相關(guān)經(jīng)濟性參考因素包括有設(shè)備的起始投資、維護運營的相關(guān)費用以及能源消耗等，這些經(jīng)濟性指標貫穿了整個微電網(wǎng)運轉(zhuǎn)周期，因此在參考過程中需要綜合全面的考慮經(jīng)濟性所造成的影響。與此同時，在對多目標進行函數(shù)模型分析的過程中，也要考慮到微電網(wǎng)系統(tǒng)自身環(huán)保性能以及可靠性的不同要求，出于環(huán)保方面的考慮應(yīng)當在污染物排放的過程中對其進行相關(guān)計算來制定相應(yīng)的污染排放經(jīng)濟指標，在追求經(jīng)濟效益的同時污染物排放不應(yīng)當超過所既定的經(jīng)濟性指標標準。考慮到微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)的特殊性，因此在進行容量配置的過程中應(yīng)當同微電網(wǎng)系統(tǒng)自身獨立出來，進行更加富有針對性的優(yōu)化設(shè)計方法，來綜合解決配電系統(tǒng)需求不同而導(dǎo)致的儲能實際需求。

四、結(jié)語

分布式發(fā)電技術(shù)的成熟為未來電力系統(tǒng)的的發(fā)展進步有著重要意義，作為未來智能電網(wǎng)重要組成之一分布式發(fā)電的發(fā)展為為了電力系統(tǒng)的提升促進來說有著積極影響，提升其實際應(yīng)用能力來發(fā)揮自身所具備的重大價值。

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作者簡介：

彭柳鈞，出生年月：1995.09，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：四川省資陽市，當前職務(wù)：實習(xí)調(diào)度員，學(xué)歷：本科，研究方向：電力系統(tǒng).

王大東，出生年月：1995.01，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：四川省簡陽市，學(xué)歷：本科，研究方向：電力系統(tǒng).

王安興，出生年月：1996.04，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：四川省簡陽市，學(xué)歷：本科，研究方向：電力系統(tǒng).