王 軍

（國網(wǎng)河南省電力公司三門峽供電公司，河南 三門峽472000）

分布式發(fā)電是一種經(jīng)濟又環(huán)保的發(fā)電技術，在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應用，但是由于分布式電源的容量受限，其接入在很多方面受到限制，一般會采取就近接入電網(wǎng)的方式。分布式電源接入電網(wǎng)之后，電網(wǎng)的電流強弱、分布及流向會隨之發(fā)生變化，影響了電網(wǎng)電壓的質(zhì)量、調(diào)節(jié)控制和供電能力，所以分布式發(fā)電接入在電網(wǎng)建設過程中面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)，要盡量消除其對電網(wǎng)的消極影響。

1 分布式發(fā)電接入概述

1．1 分布式發(fā)電的概念及其分類

分布式發(fā)電（Distributed Generation，DG）是指直接布置在配電網(wǎng)或分布在負荷附近的發(fā)電設施。分布式發(fā)電的主要目標從原來的遠程電力輸送變?yōu)橥ㄟ^在用戶所在地最大限度地利用新能源進行發(fā)電并提高能量源利用率。2013年我國發(fā)改委發(fā)布的《分布式發(fā)電管理暫行辦法》中對分布式發(fā)電的概念作出了新的定義，指安裝在用戶所在地或附近，以用戶端自發(fā)自用的運行方式為主，也可以利用多余電量上網(wǎng)，并且其發(fā)電設施或綜合梯級以電網(wǎng)系統(tǒng)的平衡調(diào)節(jié)為主要特征［1］。

總之，對分布式發(fā)電的概念可以簡單理解為：對分散的資源進行充分利用，并將其在用戶或其附近進行布置，且裝機規(guī)模較小的發(fā)電系統(tǒng)，通常將其接入到電壓等級小于35 kV的電網(wǎng)中。

分布式發(fā)電技術的種類有很多，按照所需能源和使用的并網(wǎng)技術、發(fā)電的規(guī)模等方面進行劃分，包括天然氣多聯(lián)供、垃圾發(fā)電、工業(yè)余熱余壓、燃料電池發(fā)電、潮汐發(fā)電、光伏及發(fā)熱發(fā)電（即太陽能發(fā)電）、小水電以及風力發(fā)電等發(fā)電技術。目前應用最為廣泛的是建在建筑物屋頂?shù)姆植际焦夥l(fā)電系統(tǒng)，通過與電網(wǎng)的結合，為附近的用戶提供所需電能［2］。

1．2 分布式發(fā)電的優(yōu)點

分布式發(fā)電接入與電網(wǎng)的結合，對用戶供電的可靠性得到了保障。很多用戶對供電的可靠性有著很高的要求，而分布式發(fā)電可以作為一種提高可靠性供電的備用機組，停電情況下造成的損失會減少，電網(wǎng)發(fā)生意外或事故的情況下也能夠繼續(xù)保持供電，可見分布式發(fā)電與電網(wǎng)相結合的供電方式能夠使用戶供電的可靠性得到提高［3］。

電網(wǎng)系統(tǒng)中的潮流決定了電網(wǎng)耗損的程度，系統(tǒng)潮流的分布狀態(tài)受到分布式電源的直接影響，電網(wǎng)耗損程度也會隨之受到影響。分布式電源的特點包括：電源容量有限、分布范圍廣、并網(wǎng)電壓等級低，且大多能夠就地消納等。因此，可以從網(wǎng)絡的負荷量需求以及拓撲結構來分析，通過對分布式電源容量的合理設計以及對電源布局的優(yōu)化，不僅能夠有效緩解配電網(wǎng)功率的輸送壓力，還能夠大大降低電力輸送線路的耗損［4］。

我國眾多邊遠地區(qū)，特別是山區(qū)和農(nóng)牧區(qū)，亟需形成集中化和規(guī)?；墓╇娋W(wǎng)，但這需要大量的投資金額，通過分布式發(fā)電接入技術恰好能夠彌補這種缺陷。由于邊遠地區(qū)的巨大水電開發(fā)潛能，在解決電力供應的重要環(huán)節(jié)中加強水電發(fā)展是重要內(nèi)容，同時也是改善人民生活條件、提高人民收入水平的重要途徑，可見通過分布式發(fā)電接入的供電方式，能夠有效解決我國邊遠地區(qū)人民用電難的問題。

1．3 分布式發(fā)電接入技術的現(xiàn)狀

分布式電源是集中發(fā)電的一種補充，主要在用戶所在地的附近配置，不僅降低了配電網(wǎng)功率的輸送壓力，也緩解了用戶承擔高額費用的壓力，并提高了用電的可靠性［5］。

目前，分布式發(fā)電在電網(wǎng)中的接入和配置改變了傳統(tǒng)電網(wǎng)的結構，從原先的輻射狀結構向多電源的結構轉(zhuǎn)換，電網(wǎng)自身的電壓分布也發(fā)生了變化，同時也改變了電網(wǎng)中潮流的方向和大小，上級電網(wǎng)也會通過下級電網(wǎng)進行供電，以各個供電網(wǎng)點為中心的電流水平也得到了提高。分布式發(fā)電自身有發(fā)生故障的概率和不穩(wěn)定性，加之其并網(wǎng)技術和控制需要更多電子器件的支持，但由于電子器件頻繁開通和關閉會產(chǎn)生諧波分量，電網(wǎng)的電流保護系統(tǒng)會因短路電流的變化而受到影響，進而對電網(wǎng)的整體管理產(chǎn)生不利影響。

2 分布式發(fā)電接入對電網(wǎng)可靠性的影響

分布式電源在電網(wǎng)線路發(fā)生故障時可隨時為停電的用戶提供電力，尤其是十分重要的負荷，這樣就減少了平均斷電時間。分布式電源在并網(wǎng)的條件下會出現(xiàn)很多新的影響因素，所以需要對電網(wǎng)可靠性隨時進行預測和評估。例如，供電可靠性受到分布式電源的影響和孤島運行的聯(lián)系是十分密切的。在連接的主電網(wǎng)解列之后，分布式電源開關跳閘，分布式電源依然能夠繼續(xù)為部分負荷供應電量，這種狀態(tài)就是孤島運行模式，而電網(wǎng)檢修工作人員自身的安全性在這樣的條件下會受到威脅，所以要盡量避免這種情況的出現(xiàn)。此外，分布式電源易受外部環(huán)境的影響，其中氣候因素最為普遍，尤其是太陽能和風力發(fā)電，不穩(wěn)定的出力水平同樣會影響到電網(wǎng)可靠性的提升［6］。

3 分布式發(fā)電接入對電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)的影響

分布式發(fā)電接入電網(wǎng)后，有功功率和無功功率的注入程度會改變電網(wǎng)原來的潮流方向，以傳統(tǒng)的控制策略進行抑制的話會有一定難度，電網(wǎng)中各節(jié)點的電流電壓水平會因調(diào)壓能力的降低而超標，分布式發(fā)電接入電網(wǎng)之后，為了實現(xiàn)對電壓的影響，要通過對電網(wǎng)阻抗上有功潮流和無功潮流的改變來完成。

例如將分布式電源接在出線端L1的末端，那么就會減少主變壓器的負荷量，電壓無功自動控制將會調(diào)整二次電壓的方向，同時減少并網(wǎng)點和母線之間的壓降。當出力超出了L1的負荷時，壓降變?yōu)?，如果繼續(xù)增加出力的同時向出線L2的部分負荷提供電力的話，那么并網(wǎng)點的電壓將會大幅增加，可能會導致分布式電源周圍的電壓水平過高。同理，如果分布式電源停止運行，電壓會隨之下降，電壓無功自動控制的相應速度也會變慢，那么主變壓器的供電范圍勢必會出現(xiàn)電壓過低的現(xiàn)象。

通過計算機仿真計算，饋線電壓的分布會因電網(wǎng)附近的分布式電源而得到改善，可是位置的選擇要得當，否則分布式電源電壓變化會使一些節(jié)點中電壓過高，如果強制停止運作，節(jié)點會因電壓過低而產(chǎn)生電能質(zhì)量的問題。

4 分布式發(fā)電接入對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響

4．1 諧波

分布式電源與電網(wǎng)的結合主要通過逆變器。將分布式電源接入到大型電網(wǎng)之后，其中很多重要母線的諧波都會發(fā)生變化，諧波的電壓水平會隨之提高，所以為了有效抑制諧波電壓，可以安裝一種特殊的濾波器在諧波水平較高的母線上；在光伏發(fā)電系統(tǒng)的電網(wǎng)中可使用多功能逆變器對諧波電壓進行有效控制，即把有源濾波器的功能加入到光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器中［8］。

4．2 電壓閃變

電壓閃變是因不穩(wěn)定的燈光照明度而造成的視感。在傳統(tǒng)電網(wǎng)中的產(chǎn)生電壓閃變原因主要是由于負荷的瞬間變化，而分布式電源的接入和啟動使電網(wǎng)中輸出功率在短時間內(nèi)發(fā)生變化，電網(wǎng)系統(tǒng)中控制電壓的反饋設備與分布式單元的相互作用可能隨時都會引起電壓閃變。

4．3 電壓的偏差

分布式發(fā)電接入會對電網(wǎng)電壓產(chǎn)生很大影響，對電壓的調(diào)整產(chǎn)生阻礙，電網(wǎng)饋線上的電壓幅值會隨著負荷潮流的變化而變化，電壓的調(diào)整和維護工作變得困難，往往會有電壓超標的可能。而頻繁的分布式發(fā)電啟動和關閉會造成電網(wǎng)電壓的大幅度波動［9］。

5 分布式發(fā)電接入對電網(wǎng)調(diào)度管理的影響

分布式發(fā)電與電網(wǎng)相結合的供電運行方式改變了傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)中潮流單向性的特點。從發(fā)電方式上看，傳統(tǒng)電網(wǎng)與分布式電源的并聯(lián)有多種方式選擇，且原有系統(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲隨著大量電子設備的引入而發(fā)生改變，進而電壓潮流的分布態(tài)勢也隨之受到影響，使電網(wǎng)的穩(wěn)定性降低，加之電壓和頻率受到外界的干擾而變得不同步，這樣整個電網(wǎng)系統(tǒng)都會受到連累。

由于目前分布式電源發(fā)電和儲能系統(tǒng)的容量有限，需要電網(wǎng)向負荷提供電量，當負荷高于發(fā)電容量時，并入系統(tǒng)的電網(wǎng)才能夠順利運行，負荷受到二者的同時供電；當負荷低于發(fā)電容量時，分布式發(fā)電才能夠把剩余的電量提供給電網(wǎng)。在對配電系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)和控制時，由于原有的電網(wǎng)呈放射狀，對信息的采集和能源調(diào)度的工作就比較容易，分布式電源的接入使其過程變得復雜，所以需要對電網(wǎng)系統(tǒng)進行更新，同時增加更多的信息［10］。

6 結 論

本文從分布式發(fā)電接入的概念、分類及優(yōu)點著眼，針對其對電網(wǎng)穩(wěn)定運行、電壓調(diào)節(jié)以及電能質(zhì)量等方面的影響進行了分析和探討，并對其產(chǎn)生的負面影響提出了相應的措施。分布式發(fā)電與電網(wǎng)的結合有利于電網(wǎng)耗損的降低和供電量的增加，用戶供電的可靠性得到提高，同時很多地區(qū)用電難的問題也能夠得到一定緩解。所以做好分布式發(fā)電與電網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)工作，對電力供應技術的發(fā)展也有重要意義。

［1］ 謝知寒．杭州地區(qū)分布式光伏電源接入方式及其保護與控制研究［D］．保定：華北電力大學，2013．

［2］ 夏丹丹．含分布式電源的電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)經(jīng)濟調(diào)度［D］．成都：西華大學，2013．

［3］ 王瑞琪．分布式發(fā)電與微網(wǎng)系統(tǒng)多目標優(yōu)化設計與協(xié)調(diào)控制研究［D］．濟南：山東大學，2013．

［4］ 劉壯志．含微電網(wǎng)的智能配電網(wǎng)規(guī)劃理論及其應用研究［D］．保定：華北電力大學，2013．

［5］ 郭 銘，艾 芊．分布式發(fā)電接入對配電網(wǎng)繼電保護的影響分析［J］．供用電，2010，12（01）：1－3．

［6］ 王玉龍．基于改進文化算法的含分布式發(fā)電配電網(wǎng)規(guī)劃［D］．保定：華北電力大學，2012．

［7］ 周 穎．光伏并網(wǎng)發(fā)電站對配網(wǎng)的影響分析及正負效應綜合評估［D］．重慶：重慶大學，2012．

［8］ 徐 群．分布式電源并網(wǎng)對電能質(zhì)量的影響分析與評估［D］．保定：華北電力大學，2012．

［9］ 彭 科，柳 澹．分布式發(fā)電及其對配電網(wǎng)的影響分析與處理［J］．中國高新技術企業(yè)，2011，11（30）：151－152．

［10］王鹿軍．分布式發(fā)電中三相三電平并網(wǎng)逆變器的若干關鍵技術研究［D］．杭州：浙江大學，2013．