分布式电源对配电网的影响_王爱军(1)

１． 分布式电源 所谓分布式电源，乃是指在支持已有的配电网经济运行的前提 下，为满足某些终端用户的需求，而设置一些安装在用户侧附近的 小发电机组，为这些终端用户提供电力需求。分布式电源的规模一 般不大，与公共电网相对独立。此外，分布式电源以天然气、沼气、生 物质气和轻油等作为燃料，无需通过电网输送，利用管网和电缆系 统向特定区域内同时商供电力、蒸汽、热水和冷气，实现热、电、冷三 联供。分布式电源是一种新型的、很有发展前途的发电和能源综合 利用方式。其技术与大电网相比有其独特的优势，能够在提高经济 效益的同时，减少土地占用，而且还具有良好的环保性能。另外分布 式供电可以作为备用发电、远程或者独立发电。综上所述，分布式电 源一方面既提高了供电服务的可靠性和电能质量，另一方面又具有 环境友好型，资源节约等优点。现今世界的发展潮流也倾向于人电 网系统和分布式电源技术相结合的这种节省投资、降低能耗、提高 系统安全性和灵活性的方法。因此，分布式电源成为欧美许多国家 电源选择的重要选择之一，如图 １ 所示：
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先将厚膜电阻阻值按照 ８０％的要求印制出来后，再使用厚膜 激光调阻机将烧结好的厚膜电阻阻值修调到电路要求的阻值精度， 此精度最高为±０．１‰左右。因此将输出调配电阻设计成厚膜电阻 形式，通过调试过程中的功能调，可以精准地达到输出电压的要求。
２．２．６ 外贴元器件组装 使用自动贴装机将外贴的各种元件和接插件组装在电路基片 上，经过再流焊炉完成包括引出线等的焊接；对焊接完好的电路进 行各种功能和性能参数的测试；测试合格后，将电路按照要求进行 封装；对封装合格后的电路进行复测，合格后，将成品登记入库保 存。 ２．３ 厚膜混合集成电路工艺改进 根据厚膜混合集成 ＤＣ／ＤＣ 电源散热的影响因素，在厚膜混合 集成 ＤＣ／ＤＣ 电源结构设计中，可以利用外表涂黑、外壳拉槽或者是 设计适当的安装孔位加装散热器等方法来提高电源外壳本身的导 热和热辐射能力，从而进一步降低温升，提高其散热性能。 在应用厚膜混合集成技术制造厚膜电路时，可以选择基板材 料、电路热设计、控制成膜厚度等方面进行改进。 在选择基板材料时，可以选择氧化铍、氧化铝等热导率较高的 基板，对于大功率的厚膜混合集成电路须均匀分布大功率器件，器 件与基片的边缘应保持一定的距离，同时功率管的背面须加装散热 垫片或增大焊盘设计；基片可以采用锡焊烧结的方式合片，采用真 空烧结来严格控制烧结的空洞；加大功率电阻的设计面积，同时须 注意大面积烧结时相邻材料的膨胀系数，应保证膨胀系数相匹配； 在选择电路元器件时，为了尽可能地改善电源内部热损耗，所使用 的元器件的性能可靠性必须满足产品任务的要求，采用降额设计。 应优先采用符合国标、国军标或专业标准的电子元器件。 厚膜混合集成电路的膜厚对成膜的质量及成膜基板各种性能 都有很大的影响，金导带膜层太薄，会造成附着力的下降，键合强度 减低，容易引起失效，且对整体电源的散热不利；钯银导带膜层过 薄，引起方阻增大，附着力和抗焊料浸蚀性能的下降，进而引起膜基 板的脱落及电性能变化。在制作介质层时，膜层应当尽量增厚（一般 在 ２０ 微米左右），以增大击穿强度，提高绝缘电阻，但也不可过厚， 以免形成局部隆起，影响电路的外观和性能。丝网胶膜的厚度直接 影响着印刷层的厚度，混合集成电路的膜厚会随着掩膜厚度的增加 而增加，因此，在工艺的过程中，应当根据不同的膜层来选择不同的 乳胶厚度，通常是以背电极大于介质和导体大于电阻、玻璃的原则 进行确定。
２． 分布式电源对配电网的影响 任何影响都可分为积极影响和消极影响两大类。文章将对分布 式电源对配电网的影响从电压、网损和继电保护装置分别做诠释。 ２．１ 分布式电源对电压的影响。积极方面表现在：众所周知，传 统配电网一般呈辐射状。在配电网稳态运行状况下，电压沿馈线的 潮流方向逐渐降低。在接入分布式电源之后，分布式电源的位置及 总容量的大小，决定了沿馈线的各负荷节点处的电压被抬高多少。 由此，分布式电源可以很好的弥补主线电源在电力传输过程中所损 耗的电压，因而能更好的满足用户的需求。消极方面则表现在：正所 谓“成也萧何败萧何”，分布式电源对电网的影响的消极方面亦如 此。传统配电网中，系统电压波动主要是由有功、无功负荷随时间变 化所引起的。如果负荷集中在系统末端附近，电压的波动会更大。 分布式电源按入主配电网后，会影响系统电压的波动，使其增大或 减小，且较难控制，所以这类分布式电源很难与当地的负荷协调运 行，此时分布式电源将可能增大系统电压的波动。从而，影响终端客 户的使用要求。 ２．２ 分布式电源对网损的影响。由于主配电网在电力传输过程 中随着距离的增长而电力在一定程度上遭到耗损。因此，分布式电 源的介入有效的补充了这一主配电网电力的损耗。在一定程度上很 好的满足了终端用户的要求。在技术上，分布式电源对配电网网损 的功效可按照分布式电源与各个节点负荷量之间的关系可分为三 种：即系统中每个节点的负荷量都大于或等于该节点的分布式电源 输出量，分布式电源将会对配电网有减少损耗的作用；系统中至少 有一个节点的分布式电源输出量大于该节点勺负荷量，但整个系统 分布式电源的输出量小于系统中的总负荷量，分布式电源有可能会 使配电网中某些线路的损耗增加；系统中至少有一个节点的分御式 电源输出量大于该节点的负荷量，且整个系统分布式电源的输出量 大于系统中的总负荷量。若分布式电源的总输出量小于总负荷量的 两倍，否则，整个配电网中的系统损耗将会比不带分布式电源时还 多。 分布式光伏电源接入配电网后，配电线路的电压分布和潮流分 布都将发生变化，以第段线路为例，负荷模型采用恒功率模型，其模 型如图 ２。根据该模型便能准确的计算出分布式电源对配电网网损
图 １ 美国采用分布式电源的能源试验场
分析分布式电源的并网形式是研究分布式电源并刚运行对配
电网影响的基础。因此，必须对分布式电源的种类进行梳理分析。到 目前 为止 ，分布 式电 源 主要 包括 如下 几 种：微 型燃 气 机 、风 力 发 电 机、太阳能和燃电池。微型燃气轮机是一类新近发展起来的小型热 力发电机；风力发电机原理比较简单，风轮在力的作用下旋转，它把 风的动能转变为风轮轴的机械能，然后发电机在风轮轴的带动下旋 转发电；太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池，太阳能电池 发电的原理是光牛伏打效应；燃料电池（Ｆｕｅｌ Ｃｅｎ ）是一种在等温状 态中直接将化学能转变为直流电能的电化学装置。在前面介绍的几 种主要的分布式电源中，微型燃气轮机、太阳能光伏发电、燃料电池 及小部分的风力发电都是通过电力电子装置与电网连接：风力发电 （大部分）是直接与电网连接的。
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参考文献： ［１］ 罗俊，秦国林．厚膜混合集成电路可靠性技术［Ｊ］．微电子学， ２０１１，（１）． ［２］ 李燕，王玲．厚膜混合集成电容式加速度计［Ｊ］．微计算机信 息，２０１０，（４）． ［３］ 叶臻臻．一种新型粘结胶在厚膜混合集成电路中的推广应用 ［Ｊ］．混合微电子技术，２０１０，（２）． ［４］ 何汉波，潘英．工艺因素对厚膜电阻器性能的影响［Ｊ］．混合微 电子技术，２００８，（４）． ［５］ 林庄，赵隆冬．一种小体积多路输出开关电源的设计［Ｊ］．混合 微电子技术，２００９，（１）．
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◇电源与电流◇
2013 年第 03 期
的影响状况。
图 ２ 配电网第 Ｋ 线路节点 ｉ 接入分布式电源光伏电源模型图
２．３ 分布式电源对继电保护装置的影响。为了运行的简单、方 便，分配式电源对过流保护进行整定，大多数配电网都采用放射性 结构。分布式电源的接入，将会改变这些放射性的网络结构，系统潮 流可能就不是简单地从变电站母线流向各负载。因此，分布式电源 的接入对继电保护装置的影响是较大的，其影响如下：系统发生故 障时流过馈线继电器的电流可能因为分布式电源产生的故障电流 而减小，从而造成继电保护装置的失效；分布式电源的接入，使相邻 馈线的故障可能使没有故障的馈线的继电保护动作；改变配电系统 的故障水平。分布式电源的种类和数量决定了配电系统的故障水 平。如果故障水平提高了，那么相应的开关设备也要更新升级，故障 水平的降低也会过流保护带来新的问题。如果分布式电源的容量在 某配电区域占的比重比较大，则要对保护装置进行升级，提高断路
● 参考文献：
［１］ 刘泊辰：分布式电源对配电网保护的影响［Ｊ］．电气技术 ２０１２ 年第 １ 期．
［２］ 陈浩：分布式电源对配电网网损影响的研究［Ｊ］．电力与能源 ２０１１ 年第 １ 期．
［３］ 陈昌：浅谈分布式电源的接入对配电网的影响［Ｊ］．科技风 ２０１２ 年第 ２３ 期．
结语： 厚膜 ＤＣ／ＤＣ 电源的基板材料和厚度以及外壳材料对电源的散 热性能有着直接的影响，导热系数大的外壳和基板材料能够有效地 降低器件的中心温度，芯片的温度同时也随着基板厚度的增加而减 低，且降幅逐渐趋于平衡，因此，在设计电源时，应选用热导系数大 的基板材料和外壳材料，同时考虑到经济及工艺因素，基板的厚度 也不宜太厚，一般选择在 ０．６￣１．０ｍｍ 为最宜。 电
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器的容量。总之，分布式电源对继电保护装置提出了新的挑战。 结论 经过上述分析，可以得知由于分布式发电技术的多样性、复杂
性使得并网运行的难度增加，而单个并网的分布式电源容易对附近 用户的电能质量造成影响，也难于对能源的综合优化利用。综上所 述，分布式发电技术、现有的电网技术阻碍着分布式电源的广泛应 用。此外，鉴于分布式电源可以充分利用各地的可再生能源，但是其 接入后对现有的电力系统的安全稳定运行提出了新的挑战。因此， 为更为充分的利用分布式电源，解决分布式电源与配电网如何有效 的并接的技术难题是当前电力技术人员的当务之急。电
【关键词】分布式电源；配电网；保护；电压；网损
随着时代的发展，能源问题日益成为当今各国所关注的重点问 题之一。此外，自 ２０ 世纪 ７０ 年代以来，可持续发展的理念不断深入 人心。因此，世界各国政府都大力鼓励发展节能技术和可再生能源 发电技术以解决能源紧缺和环境污染问题。在传统的电力能源领 域，分布式电源技术正是在此时代背景之下方才成为电力系统内研 究的新宠。另一方面，传统电力系统主要以集中发电、远距离输电和 大电网互联为主要特征。但是，随着时代的不断进步，传统电力系统 亦日益不能跟上时代发展的步伐。因此，分布式电源应运而生。通过 上述描述，我们可以发现分布式电源是大电网系统的有效补充，二 者的结合既能节省投资，降低能耗，又能提高系统安全性和灵活性。 此外，分布式电源在电网崩溃和意外灾害的突发情况下，仍可以维 持重要用户的供电。因而具有较大的推广价值。文章主要通过三方 面对分布式电源对配电网的影响做具体论述，即电压、网损和继电 保护装置。