分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述

摘要：能源问题日益影响到我国经济的进一步发展，随着近年来能源匮乏现象的加剧，新能源开发等问题越来越受到国家重视。分布式发电技术能够满足我国未来发展规划与战略中的节能减排的目的，同时能够促进可再生能源再开发，因此国家对于这项技术一直保持着足够的重视。本文从分布式能源供电系统探讨出发，针对其与电力系统并网产生的意义，反应出供电的稳定性、环保性等，在减少污染，降低成本的基础上，分布式发电也呈现出高灵活性、较强兼容性等特点，因此在新型发电技术中受到了很高的重视。本文在分析分布式能源供电系统并网后对电能质量、系统故障以及潮流计算等带来的影响的同时，也提供了一些解决对策。

关键词：分布式能源;供电系统;电力系统并网;相关研究

1 引言

电力企业为实现电力系统运行的安全性与稳定性，为实现电力企业的长期发展，会通过合理地规划配电系统以提高电力系统运行的安全性与可靠性，实现电力企业的综合效益。现阶段，我国电力企业配电系统在提高电能时存在着可靠性不高、配网线损较大的问题，但分布式发电有着供电安全稳定、成本低以及环保节能的优点，因而得到了电力企业的高度关注。分布式发电不仅可以提升电网供电的安全性与可靠性，还可以有效地提高电能利用的效率，总之，研究探讨分布式电源在配电网中布点规划具有重要的现实意义。

2 分布式电源的概念

分布式电源（DistributedGeneration，DG）是分布在配电网中或着用户周围的小型化、模块化的发电系统，其发电功率一般在数十千瓦到数十兆瓦这一范围内，分布式电源具备环保节能、电能利用率较高以及安装位置灵活性强等优点。在配电网中接入分布式电源有着许多的优点，对配电网潮流及保护进行改变，所以应该要对配电网布点规划进行重新设计。

分布式发电是指为实现某些特定用户的用电需求和已有配电网络运行的经济性，而在用户区域或其周围设置和安装小型的发电机组，一般小于或坐落在用户附近使得负荷的供电可靠性及电能质量都得到增强，或者因为就地运用热电联产的原理来提高效率的一种发电形式。现阶段，分布式电源具备着可以降低环境污染，节约用户费用支出，灵活性高、效率高以及能源利用效率高等优点。并且分布式发电技术会随着的不断创新与改进的技术水平而降低其成本，在配电系统中分布式发电所占比重也会呈上升趋势。

3 研究目的及意义

3.1 研究目的

电力资源作为人类社会发展必不可少的资源。“电”对于人类的生产、生活而言，具有重要的意义。首先，电力资源的使用，从一定程度上推动了社会的进步，促进了人类经济水平的发展;其次，在人们生活的方方面面，电力资源都发挥了重要的意义与价值。[4]不过，在重视对电力资源的开发与使用的过程中，不能忽视一个严重的问题：电力资源的大量使用，不仅造成了能源紧缺，同时污染环境，传统电力系统的缺点越来越明显。如传统电力系统稳定性差、安全性能低，而且事故频发。

从电力事故频发的各种事件也不难看出，我国过去的“大电网”思维模式存在相当严重的问题，如大电网联网以及后期维护费用高、资源利用率相对较低，同时其局部事故容易扩散。然而，相比“大电网”思维模式，分布式能源供电系统优势明显，首先分布式能源供电兼容性强、灵活性高;其次，与传统的发输电设施相比，分布式发电设备的位置靠近负荷中心，更为贴近用户，因此分布式能源系统能够解决传统电力系统带来的一系列问题。

3.2 研究意义

分布式发电在经济、环保等方面具有不可替代的优势，不仅如此，分布式发电也能够减小能源供电的风险性，提高能源使用的环保性，加强能源使用与供电系统的可靠性。与传统的发输配电设施比较，分布式能源供电系统能够更加贴近用户，靠近能源负荷的中心，同时能够降低输电网络的损耗，且分布式能源供电系统占地面积与空间体积都较小，大量投入使用能够进一步减少资本、供电成本的投入，降低国家集体供电的成本。

4 分布式电源在配电网中布点规划的研究

4.1 分布式电源在配电网中的布点规划

从总体上来说，分布式电源在配电网中的布点规划一般可以分为以下两步：①按照自然资源分布的不同以及国家相关能源政策规定来对分布式电源的类型、数量以及位置进行规划，这一步骤考虑的仅仅是不同类型的分布式电源能够安装在什么样的位置，即仅对环境限制因素进行考虑与分析。②根据分布式电源接入的配电网的实际运行状况，在前一步骤所得结果的合理范围内，对一种或多种分布式电源的最恰当数量和安装位置进行重新考虑与规划。

在分布式电源在配电网中布点规划时，必须考虑到以下因素，由于发电侧电力市场的竞争会日益激烈，进入电力竞争市场的发电设备也会呈上升趋势，所以在进行布点规划时必须对分布式电源的电气特点及经济可行性进行综合考虑，并加强分布式电源的布点的可行性分析、经济性分析以及工程分析工作。例如对以下情况进行分析：配电网电能的损耗最低值，电压分布情况和三相短路电流是否在规定范围之内，接入分布式电源而使电力系统的运行与管理费用上升等等。另外，应该对分布式电源的并网技术，规划方案的实施步骤，国家补贴政策以及相关新能源发电的支持政策等进行全面考虑。规划的全过程主要包括了三个大的方面，即经济分析、财政分析和工程分析，其中，国家、政府及相关行政管理部门和电力企业相应的政策取向也与整个规划过程息息相关。

通常情况下，在配电网中接入较为大型的分布式电源一般会选用像大型风电厂这样的规划方案。除此之外，还有另一种较为特殊的情况，即在孤立的电力系统中研究分布式电源的布点规划。一般是通过一种或多种分布式电源的相互合作来为孤立的配电网进行电力的供应，例如在利用风能或太阳能发电的基础上，将规定数目的蓄电池安装好，同时其备用电源是公共电力系统或燃料为柴油的发电机组，在这一种特殊的电力系统之中，如何通过对不同的分布式电源进行配合分布进而实现最优的供电方式是最为关键的问题。

4.2 分布式电源的扩展规划

随着我国经济的不断发展和居民生活质量水平的不断提高，电力系统的供电覆盖范围呈不断扩大的趋势，为满足居民不断上升的用电需求，必须对配电网进行不断扩大与改进，这样也可以在某种程度上提高电力企业的效益发展。在配电网中接入分布式电源，可以满足配电网扩展规划的要求，通过接入分布式电源来扩展原有输电线路上的节点，在原有线路上扩展更多的节点与支路。分布式电源的扩展规划利用的是通过电力系统中负荷的变化状态来完成扩展规划的原理，通过对分布式电源进行合理地安装，科学合理地制定配电网的整体规划方案，通过对分布式电源的有效运用来实现配电网的升级、变电所的扩容与增容、输电线路的建设等。比如，针对分布式电源并网问题来分析某一区域配电网的局部区域，该地区的原有输电线路上有三个节点和两条支路，如果要将原有线路上的节点、支路分别扩展到十个、十六条，则应该在这一辐射形网络上的分布式电源设备进行合理规划。

5 结语

我国目前的用电形式十分严峻和紧张，分布式能源的出现有效的缓解了我国的用电压力，十分符合我国目前施行的可持续发展观，具有十分客观的发展前景。

参考文献

[1]李宁.分布式电源在配电网中布点规划研究[J].东北电力大學学报，2015（2）：38～40.

[2]李博，呼翔宇.考虑分布式发电的配电网规划问题的研究[J].城市建设理论研究（电子版），2014（36）：35.

作者简介：李胜杰（1975年-），男，汉，山东省茌平县，研究生，高级工程师，研究方向：电力工程。