孫瀟琳，王存旭

(沈陽(yáng)工程學(xué)院 a.研究生部；b.新能源學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng)110136)

1 分布式發(fā)電技術(shù)分析

1.1 光伏發(fā)電

利用大自然中取之不盡、用之不竭的太陽(yáng)能發(fā)電無(wú)疑是人們的首選［1］。太陽(yáng)能發(fā)電又包括太陽(yáng)能熱發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電。其中，后者主要依托于半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。這種發(fā)電技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)需消耗原料，在規(guī)模的選擇上具有較大的靈活性，安全可靠、環(huán)境友好等。但是，目前這種方式發(fā)電的成本較高，還需要對(duì)其技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，降低成本，以實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的平民化。

1.2 風(fēng)力發(fā)電

所謂風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，顧名思義，即通過(guò)對(duì)風(fēng)能的利用來(lái)發(fā)電。這種技術(shù)也是一種環(huán)保型技術(shù)，它在改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu)方面具有較大貢獻(xiàn)，同時(shí)也是未來(lái)發(fā)電發(fā)展的重要趨勢(shì)，但該技術(shù)目前尚不成熟。

1.3 燃料電池發(fā)電

該技術(shù)利用的是電水解的逆過(guò)程，通過(guò)氫氧化合物釋放能量，具有高效率、受負(fù)荷變化影響小等優(yōu)點(diǎn)。按照電解質(zhì)性質(zhì)的不同，可以將燃料電池分為幾種不同的類型，如磷酸型燃料電池、聚合電解質(zhì)膜電池、堿性燃料電池等等［2］。其中，最接近商業(yè)化的一種類型是磷酸型燃料電池。在電力系統(tǒng)中實(shí)施發(fā)電的電池最好使用熔融碳酸鹽燃料電池。

1.4 微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電

微型燃?xì)廨啓C(jī)是指以天然氣、汽油等為主要燃料的小型燃?xì)廨啓C(jī)［3］。目前，這種發(fā)電技術(shù)的效率較低，即使是在滿負(fù)荷的情況下，效率也只能達(dá)到30%。因此，為了提高微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的效率，很多家庭采用熱電聯(lián)供的方法，對(duì)設(shè)備廢棄的熱能進(jìn)行利用。當(dāng)前，這種技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)進(jìn)入到示范工程階段。

對(duì)以上幾種發(fā)電技術(shù)進(jìn)行比較［4］，其結(jié)果如表1所示。

2 分布式發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行影響

2.1 頻率

一般情況下，分布式發(fā)電系統(tǒng)的容量都較小，系統(tǒng)投入和切出電網(wǎng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的頻率影響較小。而一旦分布式發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模較大時(shí)，則對(duì)有功出力存在著波動(dòng)性，對(duì)電網(wǎng)頻率的影響是不容忽視的。此時(shí)，要采用相應(yīng)的措施維持分布式發(fā)電的穩(wěn)定發(fā)電出力。另外，應(yīng)該保證電網(wǎng)的調(diào)峰電源足夠，防止電網(wǎng)的頻率出現(xiàn)偏差。當(dāng)電網(wǎng)的頻率發(fā)生變化時(shí)，分布式發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)組也會(huì)受到一定的影響。因此，要對(duì)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)施實(shí)時(shí)調(diào)整，保證其與電網(wǎng)的頻率一致。

表1 分布式發(fā)電方案比較

2.2 電壓

將分布式發(fā)電系統(tǒng)并入電網(wǎng)后，電網(wǎng)的電壓也會(huì)發(fā)生一定的變化。線路的電壓分布，會(huì)因分布式發(fā)電系統(tǒng)的接入位置以及接入的容量的不同而改變。當(dāng)接入容量相同時(shí)，不同的接入點(diǎn)引起的電壓分布不同.當(dāng)接入點(diǎn)與末節(jié)點(diǎn)靠近時(shí)，節(jié)點(diǎn)電壓具有較大的變化率，此時(shí)對(duì)線路的電壓分布造成的影響也較大［4］。接入容量增加時(shí)，其滲透率也越高，此時(shí)的電壓具有較強(qiáng)的支撐能力，電壓的整體水平也會(huì)有所提高。此外，分布式發(fā)電系統(tǒng)的接入還會(huì)造成電壓不穩(wěn)定，這主要是因?yàn)闊o(wú)功功率的缺失，分布式發(fā)電系統(tǒng)要從電網(wǎng)中吸收無(wú)功。

2.3 電能質(zhì)量

分布式發(fā)電系統(tǒng)的接入，給電網(wǎng)帶來(lái)了多種干擾，從而影響了電能質(zhì)量，主要體現(xiàn)在電壓的閃變以及諧波上。造成電壓閃變的主要原因是分布式發(fā)電系統(tǒng)投入和切出電網(wǎng)具有一定的隨機(jī)性，并且可再生能源發(fā)電受季節(jié)和氣候的影響較大，具有波動(dòng)性。當(dāng)前，降低分布式發(fā)電對(duì)電網(wǎng)造成負(fù)面影響的措施有：盡可能的減少分布式電源啟動(dòng)和停止的次數(shù)、采用合理有效的電壓閉環(huán)控制策略。另外，分布式發(fā)電中要用到大量的電力電子器件，其非線性的工作特點(diǎn)給電網(wǎng)帶來(lái)了大量的諧波。對(duì)此，可以將高效濾波器安裝在電壓水平較高的母線上。

2.4 電網(wǎng)損耗

通常情況下，網(wǎng)絡(luò)損耗與網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)墓β视嘘P(guān)，功率大則網(wǎng)損也大。當(dāng)將分布式發(fā)電系統(tǒng)接入到電力系統(tǒng)后，其容量大小、接入的位置、采用的運(yùn)行方式等都會(huì)影響到網(wǎng)絡(luò)損耗。僅從接入容量進(jìn)行分析，如果接入的容量較小，則其所在的線路上的損耗也小。而一旦其容量足以滿足負(fù)荷要求，并且還可能給電網(wǎng)輸送功率時(shí)，網(wǎng)絡(luò)損耗將會(huì)增大。

2.5 電網(wǎng)調(diào)度

分布式發(fā)電系統(tǒng)沒(méi)有接入電網(wǎng)之前，供電部門實(shí)施統(tǒng)一的電網(wǎng)監(jiān)控和協(xié)調(diào)。接入之后，監(jiān)視電網(wǎng)的工作將變得十分復(fù)雜，在信息采集、能源調(diào)度、監(jiān)視控制上需要重新確定規(guī)程。此時(shí)，電網(wǎng)中電壓的波動(dòng)較大，無(wú)功潮流的分布也不合理，采用現(xiàn)有的無(wú)功控制手段顯然無(wú)法滿足要求。對(duì)于地區(qū)電網(wǎng)而言，在投切無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的過(guò)程中，要與分布式發(fā)電系統(tǒng)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)相協(xié)調(diào)。

2.6 繼電保護(hù)

分布式發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)之后，電網(wǎng)的原有結(jié)構(gòu)被打破，短路電流也發(fā)生了相應(yīng)的變化，最終導(dǎo)致系統(tǒng)中的各種保護(hù)定值發(fā)生變化。分布式發(fā)電系統(tǒng)具有波動(dòng)性特點(diǎn)，線路上的潮流會(huì)頻繁地發(fā)生變化，這無(wú)疑給繼電保護(hù)工作帶來(lái)了難題。普遍情況下，分布式發(fā)電系統(tǒng)都是通過(guò)逆功率繼電器接入到電網(wǎng)中的。正常運(yùn)行時(shí)，分布式電源不會(huì)向電網(wǎng)輸送功率，一旦電網(wǎng)中出現(xiàn)故障，分布式電源將會(huì)向電網(wǎng)倒送功率，增大了該地區(qū)的短路電流，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)短路電流超出標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求迫使電力系統(tǒng)改變過(guò)去的運(yùn)營(yíng)模式，鼓勵(lì)分布式發(fā)電系統(tǒng)的接入，用以緩解能源緊張的局面。而當(dāng)前，我國(guó)的分布式發(fā)電技術(shù)依然處于發(fā)展階段，僅限于實(shí)驗(yàn)室研究，沒(méi)有展開(kāi)規(guī)模應(yīng)用，這主要是受關(guān)鍵技術(shù)尚不成熟的影響。在未來(lái)，降低分布式發(fā)電系統(tǒng)的造價(jià)，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定將是研究的重點(diǎn)。

［1］李 蓓，李興源.分布式發(fā)電及其對(duì)配電網(wǎng)的影響［J］.國(guó)際電力，2005，9(3)：45-49.

［2］王 建，李興源，邱曉燕.含有分布式發(fā)電裝置的電力系統(tǒng)研究綜述［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2005，29(24)：90-96.

［3］梁有偉，胡志堅(jiān)，陳允平.分布式發(fā)電及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究綜述［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2003，27(12)：71-75.

［4］韋 鋼，吳偉力，胡丹云，等.分布式電源及其并網(wǎng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響［J］.高電壓技術(shù)，2007，33(1)：36-40.