分布式发电与并网技术的研究与探讨

赵化峰+郭权利

摘 要：分布式发电的研究具有多元性、广泛性以及代表性。目前，电力系统的发展和能源发展现状，分布式发电研究具有重要的理论意义和重要的应用价值。同时介绍了国内外分布式发电的发展现状和应用前景。本文分析了分布式并网系统和分布式发电对电力系统规划，电力质量，继电保护和可靠性以及配电网分布式发电和分布式发电前景的影响。

关键词：分布式发电；电力系统；配电网；并网技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.159

1 分布式发电技术

在电力系统不断发展改进的过程中，分布式发电以其独特优势以及具有广阔发展空间的前提下，不断应用而生。 近年来分布式发电技术以其独有的环保性、经济性引起人们越来越多的关注。本文在简要概述分布式电源及其并网技术应用情况的基础上，介绍主要分布式电源的特点、主要涉及分布式发电并网的接口技术，含分布式电源的系统规划与设计及其优化，含分布式电源的系统分析、运行与控制，孤岛检测、紧急控制与继电保护等方面。最后指出分布式电源及并网技术的未来发展趋势与方向。

DG是指靠近用户端安装的一些中小型发电装置。 它可以直接向少数用户直接供电，不受公共电网的需求，或者与公共电网一起进入配电网络，为用户提供电力。

1.1 几种分布式发电技术

（1）天然气作为普通燃气轮机，内燃机和微型燃烧发动机为基本核心发电系统。

（2）燃料电池发电系统。其中有：磷酸燃料电池PAMFC，质子交换膜燃料电池PEMFC，熔融碳酸盐燃料电池MCFC，固体氧化物燃料电池。

（3）太阳能光伏电池发电系统。

（4）风力发电系统。

（5）生物质能发电系统。

2 分布式发电的并网

近年来，DG和常规电力系统的运行趋势越来越明显。 DG网络有两个方面的问题：一是网络本身的结构和性能； 另一个DG在电网之后对电力系统的运行，控制，保护等方面的影响。

2.1 分布式发电并网系统

DG并网系统包括两个含义：在DG和电网之间建立设备之间的物理连接，即硬件。DG与外界形成电气连接手段。 同时，依靠这些电接触的硬件，也可以实现DG单元的监控，控制，测量，保护和调度功能。 每个DG在电网系统中的应用不一定包含所有组件，具体由市场需求选择，技术特点以及相关规范和标准驱动。

2.2 DG 并网对电力系统影响

DG的出现改变了配电系统的单向模式，使得趋势不可预测。这种非常规的趋势模式可以产生很多的影响：趋势的变化使得电压调整难以维持，并可能导致配电网电压调节装置，如果从DG到变电站的流量足够大， DG可能过载，从而影响系统电源的可靠性。当继电保护装置具有重合闸功能时，当配电网络系统发生故障时，DG必须在关闭时间之前移除，否则会导致电弧重新点火，从而使重合闸不成功。当DG电源进入电网时，原来的继电保护区会减小，从而影响继电保护装置的正常工作。如果原配电网络继电器没有敏感性能方向，当其他并联故障时，会导致继电器DG分支的故障安装，造成主分支电源故障。岛操作被定义为与主系统分开运行的网络的单独部分，由一个或多个分布式电源供电。当保护动作切断故障形成后，DG从配电网隔离，仍然继续给予部分负载电源，发生岛屿现象。隔离岛是一个不受控制的电力系统，会有发电和电源之间的不平衡问题，而岛电网没有电压，频率控制，其特点是不可预测的。岛上目前的分销网络是立即停止所有分布式发电设备的运行，使整条线路处于无功状态，防止可能的设备损坏，消除潜在的安全隐患。当DG通过变压器，电缆线，开关等连接到配电网络时，一旦配电网络故障和系统侧开关关闭，DG侧开关将断开，如果DG变压器未连接到负载，变压器电抗和电缆电容可能发生铁磁共振，由过电压引起，也可能引起大的电磁力，使变压器产生噪声或损坏变压器。

3 分布式电源的应用前景

随着分布式发电技术水平的提高，各种分布式电力设备性能的不断提高和效率的不断提高，分布式发电成本也在不断下降，分布式发电应用将不断扩大，可以覆盖包括办公楼，酒店，商店，酒店，家庭，学校，医院，福利院，养老院，大学，体育馆等场所。目前，这个电力供应在中国只占很小一部分，但可以预计未来几年，分布式电力供应不仅可以作为集中发电的重要补充，也将在能源综合利用中占有一席之地一个非常重要的位置。

因此，无论是解决城市供电问题，还是要解决农村偏远地区的电力问题，都有巨大的潜在市场，一旦遇到主要障碍和瓶颈，分布式发电系统将会飞速发展。总之，分布式发电技术的应用前景非常广阔。

4 结 论

随着二十一世纪分布式发电的不断发展，电力行业越来越明显。 同时，分布式发电是发电和能源综合利用的新型的，有前途的方式。 DG作为当今国际电力系统研究的前沿，其研究重點集中在DG对现有电力系统和相互作用机制的影响。 然而，大量分布式电源的接入将为配电网的安全和稳定带来新的挑战。 因此，有必要研究分布式供电配电网带来的新问题，并解决这些解决方案对促进中国经济快速发展的影响。在不断发展新兴能源网络的同时更要巩固自身的坚强电网，保证电力行业安全稳定经济运行。

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