分布式能源发电对电网的影响及面临的问题探讨

分布式能源发电对电网的影响及面临的问题探讨

目前，由于国家对绿色能源进行着大力的推广，可再生能源在我国东部平原及沿海地区的发展作为一个整体呈现出大规模集中接入的特点。随着光伏发电和风力发电等间歇性可再生能源在电网中占的比重越来越大，由于受到天气、季节等因素的影响，它的出力波动的随机性将给电网的电压、电能质量、系统保护、损耗及供电可靠性形成非常大的威胁。本文就分布式能源发电对电网的影响做了分析探讨，并且对其面临的问题也进行了阐述。

标签： 分布式能源；电网；影响；面临的问题

随着社会的进步和科学技术在21世纪的飞速发展，人们对分布式能源的兴产生了的广泛关注。因为现代工业的快速迅速，所以对电力的需求也在不断的增加，环境问题已成为人们关注的焦点，目前，在环境保护方面新能源分布式发电非常有优势。从未来的发展方面来看，分布式能源发电必将成为未来发电的主要形式。分布式能源的基本想法其实古已有之，古人生炉取暖就体现了分布式能源的思想。随着技术的进步，规模化的集中能源利用渐渐的把分散的能源利用模式所取代。随着进一步的工业化和城市化发展，能源供应在经济发展中已经走到了一个瓶颈期，并且和能源利用有关的环保问题也被人们所广泛关注。分布式能源作为一种方法来提高能源利用效率，而重新受到了国内外的广泛关注。

一、分布式能源发电的概念

分布式能源系统是相对于能源集中生产来说的，它是在一个区域内通过综合运用一种能源转换技术来进行同时供电、热、冷等多种极端能源，从而使能源实现梯级利用和高效利用。其中以天然气为主要的输入能量而把可再生燃料作为辅助的输入能量，把所有可以利用的资源都利用起来。分布式能源的优点分别是：效率高且有利于促进能源的综合利用效率使能源综合利用效率高达90%以上。具有环保性，特别把天然气、燃料电池、可再生能源作为燃料的热电联产系统，采用分布式能源有利于分散一部分污染使它资源化，从而实现减排的目标，来有效的抑制气候变暖。

分布式能源发电通常是指一种小型化、分散式、高效可靠的发电装置，它的发电功率在数千瓦至几十兆瓦，位于用户周围或在配电网中进行直接布置，能够对用户进行高效、独立和经济的供电。虽然这种方式的能源发电在我国当下只占有一小部分，但是这种新的发电方式在世界各国都被十分的看好，认为它不仅能作为集中式发电的一个重要的补充，而且还可以综合的利用到分布式能源。因此，在未来的几年内，不管是对于偏远地区用电难问题的解决，还是对于城镇用户用电可靠性以及可持续发展的实现方面来看，分布式能源发电都具有非常大的市场价值。通过对分布式发电进行合理的规划，可以大幅度提高能源利用率、降低环境污染。

二、分布式电源对配电网的影响

由于分布式电源被广泛的应用，依靠现有的配电网络将分布式电源并入到系统中是一个必然的趋势，但是配电网的构架和运作将被大量的分布式电源所形成很大的影响。主要包括以下几个方面：

（1）对电压的影响可以分为对稳态电压分布的影响和对系统电压波动的影响。系统电压波动是沿线路的潮流方向向末端发展的在传统配电网中，主要是因为有功和无功的负荷输入变化所引起的，在线路末端，电压的波动最大。但是自然资源则被分布式电源所利用从而进行发电。由于受太阳辐射、风速等因素的影响，非常不容易控制分布式发电，因此这种分布式电源和当地的负荷很难进行协调运行，而且此类分布式电源也有可能对导致系统电压出现大的波动。

（2）对电网的电能质量分布式电源可以分别有正面和负面影响。正面影响主要有以下两个方面：提高电网的供电质量，可以通过变相的提高电网对负荷的供电可靠性，在电网供电采用了分散、就地的分布式供电方式的时候；分布式供电方式能够快速及时提供电能，在电网关联的负荷较大时，并且通过相关的控制策略，可以在最短的时间内将分布式电源投入使用，最大限度地减少电源故障中断时间，使整个电力系统的稳定性有所提高。负面影响主要表现为电压闪变和谐波两个方面。此外，由电力电子装置接入电网分布式电源和其他常规方式有所不同，从而有差异出现在控制方式和电压调节方法上，如果频繁的进行开关元件的开关操作，那么也容易在其附近产生谐波分量，从而对电网造成一定程度的污染。

（3）因为配电网上大多数的故障为瞬时性的，所以传统的配电网保护设计通常是将保护装置安装在变电站处过流并配置重合闸功能，而将熔断器安装在支路上。依据“仅断开故障支路，对瞬时故障进行重合闸”的原则，传统的配电系统保护没有一个方向性，只要把各支路上的熔断器和自动重合闸进行相互的协调，然后再将各熔断器分别与它直接相连的上、下级的熔断器进行相互协调，就能对保护配电网线路。分布式电源通过配电网并网后，从而使电网成为一个多电源的系统，这就需要配置一个具有方向性的保护装置。所以，如何使保护装置保持原有的协调性在分布式电源接入后，是一个需要面对的问题。

（4）分布式电源对配电网的可靠性影响来说，假如它仅作为备用电源，那么可以将电力系统的供电可靠性提高；如若分布式电源并网运行，则有可能会将系统的可靠性降低。此外，当干扰发生在电力系统中时，系统的可靠性也可能会因为分布式电源的高度不确定性等因素而降低。

三、分布式能源發电所面临的问题

大规模新能源电力的消纳问题是我国电力系统在这个阶段所面临的主要问题是。随着科技不断的发展分布式能源发电的容量在逐渐被提高，其中的消纳问题更加的突出。在我国目前存在着以下两种制约因素在大规模新能源电力消纳问题上。

（1）主要的突出性矛盾为电源结构性方面，一种具有随机波动特性的电源

可平抑新能源电力。因为在我国，大部分的水电站都属于径流式水电站，受季节性的影响非常明显，夏季多雨期水库水量充足，所以除了要满足发电需要，而且还必须要满足防洪的需要，并且还要保证农田灌溉的需要等，水电的调峰能力因此受到一定的限制。所以在水电受限的情况下，大力提高火电站快速变负荷能力，这是对新能源电力展开大规模发展的一个非常重要途径。

（2）高成本的发电，较低的能源利用率，没有综合完善的体系。依据现有的开发利用的模式，存在较低的电网传输效率和发亮冗余备用电源设备等问题，对电力系统的安全运行有了很大的影响，从而出现了成本过高的发电和较低的利用率的问题。我国电源结构中风电等新能源发电所占比例还没有达到4%，但是已经形成突出的冲突与保证电力持续稳定供应的要求。随着新能源发电的建设和发展，这些冲突将会越来越突出，所以，在电网结构、能源分配以及系统运行的安全性和经济性等方面，迫切需要建立一种新的理论可以指导大规模开发利用新能源电力，从而提供一种综合方案来解决新能源发电的问题。

四、结语

在21世纪的电力行业，分布式能源发电作为非常有发展前景的新型发电和能源综合利用方式，已经成为最主要的发展方向之一。对分布式发电已经被广泛的研究和应用在欧美的一些国家。然而，我国仍然处于起步阶段，所以需要对分布式能源发电继续投入大量的财力和物力，并且鼓励有关工作人员对分布式能源发电进行深入的研究。总之，虽然配电网的质量、电压、可靠性等会被分布式电源的并网运行所影响，但随着智能电网的建设及信息化程度在电力系统中的提高，传感器将得到非常多的应用通过建设各种平台，并且将提供有效的数据信息在分布式能源电力系统建模、分析与控制等方面。同时，通过先进的控制理论方法和控制技术的应用，分布式能源电力系统的安全高效运行也将会有更大的发展空间。

参考文献：

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[2]钱科军，袁越.分布式发电技术及其对电力系统的影响[J].继电器，2007.

[3]梅天华.分布式发电闪变研究与管理[D].浙江大学硕士学位论文，2006.5