分布式发电及其对配电网的影响

分布式发电及其对配电网的影响
摘要随着全球供电系统的大机组、大电网、高电压的主体运用，这种集中式单一供电的系统模式，对安全性能的要求也越来越高，同时，这种大电网的单一供电方式如果产生故障就会造成整个电网发生事故，严重的时候还会引起大面积的停电和全网崩溃，形成灾难性的后果，因此，使用分布式发电与大电网的结合使用模式，能起到更好的作用。

本文旨在介绍分布式发电的概念、特点以及技术分类的基础上，总结分布式发电对配电网的相关影响，从分布式发电的必要性进行探讨，更好的发挥分布式发电与大电网运用整体结合的效果。

关键词分布式发电；配电网；继电保护；影响
中图分类号TM711 文献标识码 A 文章编号1673-9671-（2012）111-0122-02
分布式发电与大电网结合使用的模式，是当前一种较为普遍的方式，并且具有节省投资、降低能耗、提高系统性和相对灵活的特点，成为了新时期电力工业的发展方向。

同时结合现场安全管理的需要，提升技术管理水平，在资金的投入、科学的管理、初期投入成本、后期维护费用等多方面形成统一的认识，将电力运输中的发电、输电、变电压、配网工作应用到实际工作之中，能实现性价比的最高运用。

1 分布式发电概念及优点
1.1 整体概念的掌握
分布式发电通常是指利用分散式资源，装机规模较小的、布置在用户附近的发电系统，它一般接入低于35千伏或更低电压等级的电网。

分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。

目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目[1]。

该类项目必须接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。

分布式发电主要是用来提高用电的可靠性能，并且在电网受到一定程度的破坏或者电网崩溃的形势下还能维持一些重要客户的用电需求，具有一定的使用效能。

1.2 整体优点的分析
在分布式发电的优势分析上，尤其是分布式发电适合于组成分布式热电联供或热电冷联供系统，并且给电力系统运行带来了很多的优势，主要表现在：1）可靠性高。

分布式发电系统中每一个电站都是相对独立的，用户可以采用自行控制的方法，避免发生一定规模的大停电，整体的安全性能很高。

2）补充效果很强。

分布式发电可以弥补大电网安全性能的不稳定的缺陷，在发生意外灾害的时候还能进行正常的供电，可以为集中供电方式提供坚实的补充效用。

3）投资成本较低。

分布式发电的输配电损耗相对较低，有的时候几乎没有，也不需要配备建设电站，因此，可以减少并降低输配电的使用成本，在土建以及安装的成本控制上也可以大大的缩减。

4）自动化运行功能强。

分布式发电的调峰性能好，操作简单，由于参与运行的系统少，启停快速，便于实现全自动。

2 分布式发电技术简介
2.1 光伏发电技术
光伏发电技术是将太阳能直接转换为电能的技术，是利用半导体界面的光生
伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。

这种技术的关键元件是太阳能电池。

太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

光伏发电的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地；光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设同期短的优点。

2.2 风力发电技术
风力发电技术是将风能转化为电能的发电技术。

风力发电作为一种绿色能源有着改善能源结构、经济环保等方面的优势，是未来能源电力发展的一个趋势。

但风力发电技术要具备与传统发电技术相当的竞争力，还存在着一些问题有待解决。

2.3 燃料电池技术
燃料电池的工作原理是电水解的逆过程，即通过氢和氧的化合物释放出电能，其排放物是水蒸气。

燃料电池可按电解质的性质分为许多类：聚合电解质膜电池（PEM）、碱性燃料电池（AFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、固体电解质燃料电池（SOFC）和熔融碳酸盐燃料电池（MCFC），磷酸型燃料电池最接近商业化，新一代的熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池则被认为最值得推荐用于电力系统，发电池具有以下特点：
1）效率高且不受负荷变化的影响。

2）清洁无污染、噪音低。

3）安装周期短、安装位置灵活，可省去配电系统的建设。

3 分布式发电的引入对配电网的影响
3.1 整体电压的影响
分布式发电的电压维持在规定的电压范围之内才能保证电能的整体质量，在分布式发电电源的接入后，配电系统就会呈现放射状的结构变为多电源结构，电流的整体方向也会发生相应的改变，致使电力系统中的一些电压发生变化，产生增大或者下降的结果，其中主要有两种方式的影响，一是分布式发电与当地的输出电量增加或者减少，就会出现抑制系统的电压波动，造成电压的不稳定形式；二是分布式发电形成与当地符合协调运行的脱节，尤其是对利用资源的影响很大，就会呈现很难控制的方式，因此，很难与当地的负荷协调运行，就会增大系统电压的波动。

另外，在传统配电网的运作下，在稳定状态下，一般都是呈馈线潮流方向，电压呈现下降的方式，在分布式发电接入之后，在负荷恒定不变的情况下，其中电压的被抬高的多少就会与接入的分布式电网的位置以及总容量的大小形成相互影响的关系。

3.2 电网影响的相关内容
在分布式发电的影响功能上，主要体现在一下四个方面：一是对电网规划产生影响。

负荷预测是电网规划设计的基础，能否准确地预测负荷是电网规划的前提条件。

分布式光伏的并网，加大了其所在区域的负荷预测难度，改变了既有的负荷增长模式。

大量的分布式电源的接入，使配电网的改造和管理变得更为复杂。

二是不同的并网方式影响各不相同。

离网运行的分布式光伏对电网没有影响；并网但不向电网输送功率的分布式光伏发电会造成电压波动；并网并且向电网输送功率的并网方式，会造成电压波动并且影响继电保护的配置。

三是对电能质量产生影响。

分布式光伏接入的重要影响是造成馈线上的电压分布改变，其影响的大小与接入容量、接入位置密切相关。

光伏发电一般通过逆变器接入电网，这类电力电子器件的频繁开通和关断，容易产生谐波污染[5]。

四是对继电保护的影响。

我国的配电网大多为单电源放射状结构，多采用速断、限时速断保护形式，不具备方向性。

这种保护方式在现有的辐射型配电网上，能够有效地保护全部线路。

但是，在配电网中接入分布式电源后，其注入功率会使继电保护范围缩小，不能可靠地保护整体线路，甚至在其他并联分支故障时，引起安装分布式光伏的继电保护误动作。