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分布式能源接入电力系统的影响 摘要：由于可持续发展战略和电力市场发展环境的影响，分布式能源接入电力系统技术因其特有的环保、供电方便和安装灵活等特点得到了越来越广泛的关注。在大电网和集中式发电的基础上，将分布式能源应用到电力系统技术中是电力系统未来发展的主流方向。该技术有许多种分布式发电技术，文章通过研究分布式电源接入电力系统的影响，可以对各种类型的技术进行合理的系统规划，具有重要的理论和实践价值。 下载 关键词：分布式电源；电力系统；发电技术；分布式发电；系统规划 中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）17-0065-02 分布式能源是当今信息时代的能源系统，它把热力效应、电力生产、制冷除湿、环境污染治理和天然气合理利用等因素，在通讯遥控技术和信息智能控制支持下进行跨行业的优化配置。分布式能源接入电力系统，相较于传统的发电方式具有许多优势：可以为用户单独进行供电，方便了对边远地区的供电；分布式发电能够提高电网末端的电能质量和可靠性，缓解了紧张的电力供应局面，还有效防止了电力瓶颈问题。 1 我国分布式能源发电的现状 现阶段，分布式能源迅速发展，且随着可持续发展战略的推广与市场管制的松懈，欧美等地区的分布式发电系统正处在前所未有的发展中。经济全球化的发展，导致我国电力系统的市场竞争日渐激烈，竞争机制不断完善，分布式能源发电系统发展迅速。据统计截至2013年末，全国发电装机总量达12.47亿千瓦。其中，水电装机2.8亿千瓦，火电8.6亿千瓦，核电1461万千瓦，并网风电7548万千瓦，并网太阳能发电装机容量1479万千瓦。新能源和可再生能源发电装机占比31%，较上年提高5.76%。 2 分布式能源接入电力系统的影响 随着我国科学技术的不断发展，推动了分布式发电技术的提高，降低了电力系统正常运行所需的资金成本，分布式能源被应用到我国的电力系统之中，分布式发电机的使用比例越来越高，不可避免地给电力系统的规划、运行和保护带来很多问题。 2.1 电力系统规划与设计的影响 目前，我国电网的退出运行与随机性投入中也应用了分布式发电方式，导致电力系统不能确定它的负荷能力；负责配电系统规划设计的工作人员也就不能估算出负荷的增长量，因此配电系统的规划设计属于一个动态的过程，且与维数之间存在着密切的关系。在配电系统中存在着数量较多的节点数，大大增加了配电系统规划设计方案优化的难度。 配电系统的规划设计人员要对系统中存在的影响因素进行准确的评估，以此为依据制定出可行性高、有效的优化方案，给分布式发电配备最理想的发电容量与位置，从而提高电力系统所获取的经济效益，增加电力运行的安全性。而电力系统中的混合联网系统需要工作人员根据能源的类型来进行电源结构、电源类型与模型的配置，其已经成为目前急需解决的问题。 分布式发电系统的规划与设计不仅包括技术方面的因素，还要考虑经济、政治和地区等因素。设计时既要考虑负荷的范围大小、系统的可靠性、经济性、损耗等问题，还要考虑装置的短期性，使其服务更具有特殊性和针对性。 2.2 对电能质量、系统潮流的影响 分布式发电在配电系统中的应用，改变了配电系统中原有的潮流结构，导致潮流的大小与方向变化多端，增加了预测的难度。分布式发电中安装位置的不同，导致潮流变化无规律。如果馈线中存在的输出功率超过规定的数值时，会造成馈线上原有的潮流向着相反的方向变化，一旦馈线中的潮流发生变化，配电系统中的调整设备就无法发挥原有的调节作用。分布式发电还具有随机性、电压闪变以及波动性等，换句话说也就是分布式发电中存在的异常情况会对电能质量造成极大的影响。电力电子设备大量并网导致产生大量的谐波，配网谐波治理难度加大。 2.3 对系统安全运行的影响 分布式发电接入系统严重影响着电力系统的可靠性与安全性。电力系统与分布式能源相连接之后，电网的结构与短路电流就会随之发生改变，从而影响了保护装置正常运行时的协调性，而且还妨碍了电力系统中的自动重合闸的动作。如果分布式发电系统与主网解列后，分布式发电系统就会成为孤岛运行，严重影响电力系统的稳定性。 分布式电源渗透率影响。分布式电源渗透率是指分布式电源容量占供电台区最大供电负荷的比例。当渗透率低于5%时，分布式电源接入对电网影响较小。而当分布式电源渗透率超过30%时，可能会对现有配电网运行安全和可靠性产生显著影响，特别是在一些故障情况下，分布式电源的集中启停对大电网的稳定运行带来重大风险，在极端情况下甚至会导致电网崩溃。 不同并网方式对电网的影响。分布式电源并网分为直接接入公共电网和经用户侧接入公共电网；经用户侧接入公共电网的，根据功率交换方式的不同又分为自发自用型和余电上网型。直接接入公共电网，类似如电站管理；并网不上网方式，分布式电源只与公共电网并网运行，不向电网返送电；并网且上网方式，分布式电源不仅与公共电网并网运行，同时还可以向公共电网输送多余电量。直接接入公共电网和并网不上网方式对电网影响最小，并网且上网方式对电网运行影响最大。在传统配电网中，对配电网的保护设置和保护配合等产生影响，降低设备利用率。 3 分布式能源接入电力系统主要研究的问题 为了解决分布式电源对电网的不利影响，提高电网对分布式发电的接纳能力，促进分布式电源和电网的协调发展，需要研究一些关键技术问题。一是分布式发电并网仿真分析。掌握分布式发电输出特性，通过分布式发电的并网仿真分析，得出分布式发电接入对电网的潮流、无功电压、短路电流和电能质量等方面的影响，根据存在的问题提出切实可行的技术解决方案。二是分布式发电优化规划。通过分布式电源的合理布点与接入设计技术，得出分布式电源和电网协调发展的优化规划方案，分析评估配电网适应分布式发电的能力。三是分布式发电的运行控制。通过分析多种分布式发电的有功协调控制技术、分布式发电接入配电网的电压/无功控制技术、分布式发电的配电网保护技术等促进分布式电源和配电网的协调运行。四是统筹规划。充分考虑分布式电源对电力需求、系统备用、电网运行的影响，把握好分布式供应与集中供应之间的“度”，科学选择项目容量和接入位置。五是开展分布式电源渗透率相关研究，将渗透率指标纳入分布式电源规划和并网管理导则，及时公布基于合理渗透率的配电网剩余分布式电源接纳空间，引导分布式电源合理布局。 4 结语 分布式发电是新兴的研究热点，分布式能源接入电力系统会影响到系统的规划、运行，这些影响也引起国内外共同的关注。本文在分布式发电技术发展背景下，对电力系统的规划、运行影响等问题进行了研究，为研究分布式能源接入电力系统的影响提供了借鉴意义。 参考文献 刘刚.分布式新能源已成为全球能源发展新方向 J.储能科学与技术，2013，（4）.