詹 競，程麗平，李爍宇，陳 虎，童世成，陳 博

（國網湖北省電力有限公司超高壓公司，湖北 武漢 430050）

0 引 言

分布式發(fā)電技術包括光伏發(fā)電、風力發(fā)電、生物質能發(fā)電等。由于其具備投資小、損耗低、發(fā)電方式靈活等優(yōu)點，得到廣泛應用。然而，隨著分布式電源接入電網，也帶來了新的問題，如配電網電能質量問題、配電網損耗問題等。因此，配電網自動化技術成為實現(xiàn)分布式發(fā)電系統(tǒng)智能化管理、提高其運行效率和經濟性必不可少的技術手段。

1 分布式發(fā)電技術類型

1.1 分布式太陽能光伏發(fā)電

分布式太陽能光伏發(fā)電是指將太陽能轉化為電能，并直接供給用戶使用。它將多個分散的小型太陽能發(fā)電系統(tǒng)連接起來形成分布式電源，并將多余的電能送入電網，實現(xiàn)自用、余電上網等多種用途。根據(jù)不同的光照條件，一個標準的分布式太陽能發(fā)電系統(tǒng)每天可以創(chuàng)造20 ～30 kW·h 的能源，足以滿足一個家庭的日常用電需求，家庭式分布式太陽能發(fā)電系統(tǒng)如圖1 所示。

1.2 分布式風能發(fā)電

分布式風能發(fā)電是指在用戶側建設小型風力發(fā)電設備，將風能轉化為電能，直接供給用戶使用。它將多個分散的小型風力發(fā)電系統(tǒng)連接起來形成分布式電源，并將多余的電能送入電網，實現(xiàn)自用、余電上網等多種用途。

1.3 分布式生物質發(fā)電

分布式生物質發(fā)電是指利用生物質作為能源，通過生物質燃燒或氣化等方式，將能量轉化為熱能或電能，供應給用戶使用，并將多余的電能送入電網，實現(xiàn)自用、余電上網等多種用途。根據(jù)不同的生物質類型和設備效率，一個標準的分布式生物質發(fā)電系統(tǒng)每天可以創(chuàng)造10 ～20 kW·h 的能源[1]。

1.4 分布式微水電發(fā)電

分布式微水電發(fā)電是指利用水流的能量，通過小型水力發(fā)電機組將水流轉化為電能，供應給用戶使用，并將多余的電能送入電網，實現(xiàn)自用、余電上網等多種用途。

1.5 分布式燃氣發(fā)電

分布式燃氣發(fā)電是指利用天然氣等燃氣作為燃料，通過小型燃氣發(fā)電機組將燃氣燃燒產生的熱能轉化為電能，供應給用戶使用，并將多余的電能送入電網，實現(xiàn)自用、余電上網等多種用途。

2 分布式發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響

2.1 電網質量影響

分布式發(fā)電對電網質量的影響巨大。分布式發(fā)電系統(tǒng)的并網可能會導致電網電壓波動，特別是在短時間內并網的大量分布式發(fā)電系統(tǒng)可能會對電網電壓造成較大影響。分布式發(fā)電系統(tǒng)中的電子器件會產生電流諧波導致電網電壓失穩(wěn)[2]。分布式發(fā)電系統(tǒng)的并網還可能會導致電網存在頻率偏差，特別是在短時間內并網的大量分布式發(fā)電系統(tǒng)，可能會對電網頻率造成影響。此外，由于天氣等環(huán)境因素影響，分布式發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率會有波動，會對電網功率平衡產生影響。分布式發(fā)電系統(tǒng)通常分布在較廣的區(qū)域內，需要進行遠程監(jiān)控，這對電網質量管理提出了新的要求。

2.2 電網安全影響

分布式發(fā)電對電網安全有一定的影響。分布式發(fā)電系統(tǒng)的并網可能會對電網電力安全產生影響，如出現(xiàn)電網短路、過電流等故障，需要電網運營商采取措施進行防范和修復。分布式發(fā)電系統(tǒng)中的電氣設備有可能會出現(xiàn)故障或異常情況，如漏電、過載等，引發(fā)火災事故，因此需要采取安全措施進行防范。此外，分布式發(fā)電系統(tǒng)中的設備和線路如果老化，可能出現(xiàn)觸電、燙傷等危險，需要采取相應的安全措施，如加裝警示標志、隔離保護等。

2.3 電網穩(wěn)定性影響

分布式發(fā)電系統(tǒng)并網可能對電網穩(wěn)定性產生影響。分布式發(fā)電系統(tǒng)的并網會改變電網的負載特性，可能導致電壓波動或失穩(wěn)，影響用戶用電質量和電網運行穩(wěn)定性。分布式發(fā)電系統(tǒng)的并網也會改變電網的負載特性，導致電網頻率發(fā)生變化，影響電網運行穩(wěn)定性。此外，分布式發(fā)電系統(tǒng)的運行模式會改變電網的運行模式，可能影響電網運行穩(wěn)定性，特別是在高比例分布式發(fā)電的情況下更容易產生影響。美國有很多分布式太陽能光伏發(fā)電項目，其中紐約市布魯克林區(qū)有一家名為Brooklyn Microgrid 的公司，利用太陽能板在屋頂發(fā)電，將多余的電力出售給當?shù)氐木用?。這種模式能夠使得電力的供應更加可靠，并且減少了對傳統(tǒng)電網的依賴[3]。

2.4 電網規(guī)劃影響

分布式發(fā)電是指在電力系統(tǒng)中，分散布置在各個電力使用點的小型發(fā)電裝置，可以有效減少電能傳輸損耗，提高電力系統(tǒng)的供電可靠性。然而，分布式發(fā)電的實施需要考慮電網規(guī)劃的可行性和經濟性。在確定分布式發(fā)電接入方式時，需要充分考慮其對電力系統(tǒng)的影響，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。此外，選擇合適的接入容量至關重要。過高的接入容量可能會導致電力系統(tǒng)的過載和不穩(wěn)定[4]。

2.5 電網運營影響

分布式發(fā)電的接入會改變電網的運行模式和管理方式。傳統(tǒng)的中央化電源模式逐漸被取代，電力系統(tǒng)逐步向去中心化的分布式發(fā)電模式發(fā)展，使得電力系統(tǒng)的管理和運行面臨著更加復雜的挑戰(zhàn)。電網運營商需要針對分布式發(fā)電的特點和規(guī)模，制定相應的運行管理策略和技術方案，以確保電力系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行。

3 分布式發(fā)電在電力系統(tǒng)中的應用

3.1 網絡化分布式發(fā)電系統(tǒng)

分布式發(fā)電單元是網絡化分布式發(fā)電系統(tǒng)的基礎單元，包括太陽能光伏發(fā)電、風能發(fā)電、生物質發(fā)電、微水電發(fā)電以及燃氣發(fā)電等多種類型的分布式發(fā)電單元。網絡化分布式發(fā)電系統(tǒng)需要建立可靠的通信網絡，實現(xiàn)分布式發(fā)電單元之間的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)交換。此外，網絡化分布式發(fā)電系統(tǒng)需要建立完善的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對分布式發(fā)電單元的數(shù)據(jù)采集、分析和管理，從而為系統(tǒng)優(yōu)化和決策提供支持。

3.2 配電網自動化技術

配電網自動化技術是指通過智能化、自動化技術對配電網進行監(jiān)測、控制、保護以及管理，以提高電力系統(tǒng)的運行效率、可靠性和安全性。通過實時監(jiān)測電力系統(tǒng)各個部分的電流、電壓、功率等參數(shù)，能夠及時發(fā)現(xiàn)并診斷故障，保證系統(tǒng)的可靠運行。通過智能化控制技術能夠實現(xiàn)對電力系統(tǒng)各個部分的遠程控制，包括對發(fā)電機組的啟停、功率調節(jié)、控制負載等。通過數(shù)據(jù)管理和信息化技術，能夠全面管理電力系統(tǒng)，包括對設備運行情況、維護計劃、安全監(jiān)測等方面進行管理?？偟膩碚f，配電網自動化技術可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和可靠性，減少故障發(fā)生的可能性，提高電力系統(tǒng)的運行效率。對于分布式發(fā)電系統(tǒng)來說，配電網自動化技術必不可少，可以實現(xiàn)對分布式發(fā)電系統(tǒng)的精細化管理，提高其運行效率和經濟性。

3.3 電力系統(tǒng)能源管理技術

3.3.1 負荷側管理

負荷側管理主要是通過調整用戶用電行為和控制設備的運行方式，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的負荷平衡，提高能源利用效率。例如，采用智能電表監(jiān)測和分析用戶用電行為，實現(xiàn)用電峰谷分時段控制，降低負荷峰值，優(yōu)化供需關系，減少能源浪費和成本。

3.3.2 發(fā)電側管理

發(fā)電側管理主要是通過優(yōu)化電力系統(tǒng)的發(fā)電資源配置和運行方式，提高能源供給效率和質量。例如，采用智能化發(fā)電調度技術，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的精細化管理，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定供電和安全運行[5]。

3.3.3 儲能技術

儲能技術主要是通過將電能轉化為其他形式的能量儲存起來，以備后續(xù)使用，實現(xiàn)能源的高效利用和優(yōu)化電力系統(tǒng)的供需關系。例如，采用電池儲能技術，將太陽能和風能等不穩(wěn)定的可再生能源轉化為可控的電能，實現(xiàn)能源的平衡利用。

3.3.4 可再生能源技術

可再生能源技術主要是指將太陽能、風能、水能等自然資源轉化為可用的電能，實現(xiàn)能源的清潔、低碳和可持續(xù)發(fā)展。例如，采用光伏發(fā)電和風力發(fā)電等技術，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的可再生能源化，減少對化石能源的依賴，降低碳排放量，保護環(huán)境和生態(tài)。山東省海光新能源的公司，在當?shù)卮迩f的屋頂上安裝太陽能光伏板，為當?shù)鼐用裉峁╇娏Ψ铡＿@種方式既能夠滿足當?shù)氐哪茉葱枨?，還能夠為村莊帶來更多的經濟收益。

4 結 論

分布式發(fā)電對電力系統(tǒng)具有十分積極的影響，可以提升電力系統(tǒng)運行效率。因此相關工作者要充分運用分布式發(fā)電的優(yōu)勢，順應現(xiàn)階段的時代發(fā)展趨勢，為我國電力行業(yè)發(fā)展奠定良好的基礎。