費(fèi)云婷

（國網(wǎng)安徽省電力有限公司青陽縣供電公司 安徽省池州市 242800）

在經(jīng)濟(jì)帶動下，工業(yè)技術(shù)快速發(fā)展，能源危機(jī)全球化趨勢明顯。在這樣的背景下，傳統(tǒng)燃料的短缺情況加劇，環(huán)境污染問題嚴(yán)重。新時期，可再生資源技術(shù)應(yīng)用廣泛。面對電力緊張局面，以可再生能源為能量穩(wěn)定性較高的分布式發(fā)電，備受業(yè)界關(guān)注。相較于集中式發(fā)電，這種新形態(tài)發(fā)電技術(shù)投入低，同時運(yùn)用方式靈活，發(fā)展前景廣闊。當(dāng)前分布式發(fā)電技術(shù)，融合了風(fēng)能、光伏發(fā)電優(yōu)勢，已成為流行趨勢?；诖耍谋緦Ψ植际桨l(fā)電影響細(xì)致剖析，并得出分布式發(fā)電的發(fā)展策略。

1 分布式發(fā)電的實(shí)現(xiàn)原理

分布式發(fā)電興起時間晚，屬于先進(jìn)的理念，相較于集中式供電，這種供電形式會更貼合用戶需求。分布式發(fā)電，主要采取分布設(shè)置方式，即在用戶數(shù)區(qū)域內(nèi)完成優(yōu)質(zhì)電源的安裝，同時調(diào)控好發(fā)電的容量，借助容量調(diào)節(jié)，對指定區(qū)域內(nèi)的用戶提供滿意用電服務(wù)，將其作為集中式發(fā)電補(bǔ)充。實(shí)踐證明，這種發(fā)電形態(tài)意義顯著，值得大面積推廣。分布式發(fā)電的實(shí)現(xiàn)，需掌握用戶實(shí)際需求，在用電需求深層次剖析和綜合評估基礎(chǔ)上，嘗試采用靈活用電設(shè)計(jì)，確保分布式發(fā)電效果理想，提高供電針對性。研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)電運(yùn)行模式中，主要形態(tài)有兩種，一種是并網(wǎng)；還有一種是孤網(wǎng)。孤網(wǎng)模式較為特殊，總體特征是與其他電網(wǎng)不連接，這是其顯著特征，從性質(zhì)上來看，孤網(wǎng)屬于自治系統(tǒng)（分布式發(fā)電的），同時匹配度較高，可實(shí)現(xiàn)需求有效調(diào)整，應(yīng)用水平理想。而并網(wǎng)模式，實(shí)質(zhì)是依托完整的并聯(lián)手段，將電網(wǎng)框架重新梳理，完成電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)，可確保用電高峰期內(nèi)，電網(wǎng)供電的持續(xù)穩(wěn)定。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前供電形式較固定，依托的手段為集中電網(wǎng)系統(tǒng)，隨著社會化程度提升，電力需求與日俱增。在這樣趨勢中傳統(tǒng)的發(fā)電方式，造成發(fā)電水平較低，無法達(dá)到現(xiàn)代化發(fā)展的用電供給要求，基于此，加強(qiáng)發(fā)電方式研究，合理控制能源消耗，優(yōu)質(zhì)提升電能質(zhì)量，是現(xiàn)代社會討論重點(diǎn)。為了改善現(xiàn)狀，分布式發(fā)電以其優(yōu)勢脫穎而出，在新的供電模式保障下，可實(shí)現(xiàn)長遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，借助合理機(jī)制維護(hù)，保障隨時隨地發(fā)電，在此前提下，科學(xué)節(jié)約土地資源，減少噪音、輻射等，提高電網(wǎng)應(yīng)用水平。

圖1：分布式發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2 分布式發(fā)電技術(shù)分析

2.1 燃料電池發(fā)電

通過系統(tǒng)分析可知，燃料電池發(fā)電屬分布式發(fā)電基本形態(tài)，具體工作思路是將燃料電池作為持續(xù)發(fā)電的能源，這種技術(shù)手段，是存儲設(shè)備的積極創(chuàng)新，借助化學(xué)反應(yīng)，可優(yōu)質(zhì)達(dá)成化學(xué)能轉(zhuǎn)化，促使電能的生成。燃料電池密度高，除了陰極和陽極部分，還囊括了眾多電解質(zhì)，其原理的實(shí)現(xiàn)主要為化學(xué)反應(yīng)下，借助科學(xué)手段，將電子轉(zhuǎn)化成離子，在綜合措施保障下，確保電池持續(xù)發(fā)電。想要持續(xù)發(fā)電，不斷的供應(yīng)催化劑是連鎖反應(yīng)基礎(chǔ)性保障，綜合下來成本較低，適用于特定行業(yè)。燃料電池發(fā)電效率并不是固定值，其實(shí)就是能量轉(zhuǎn)換效率，用公式表示為：輸出電能/輸人能量×100%。

2.2 風(fēng)能發(fā)電

風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用優(yōu)勢強(qiáng)，主要是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化，該技術(shù)應(yīng)用成本較低，同時低耗能的特點(diǎn)鮮明，推廣效益極高。風(fēng)能是可再生資源，借助技術(shù)手段將其轉(zhuǎn)化，可有效提高環(huán)境效益，滿足節(jié)能環(huán)保需求?，F(xiàn)階段，風(fēng)力發(fā)電推廣范圍大，屬于重要發(fā)電形式。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)要求高，主要有并網(wǎng)和離網(wǎng)不同方式?？紤]到自然風(fēng)的影響，所以風(fēng)能發(fā)電技術(shù)還是比較依賴于并網(wǎng)形態(tài)。并網(wǎng)型系統(tǒng)，即在發(fā)電廠中借助多個性能穩(wěn)定的大容量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，在其共同作用下構(gòu)成風(fēng)場，這樣就可以憑借制作的風(fēng)力，促使槳葉轉(zhuǎn)動，不斷積累動能，同時將積累的動力勢能轉(zhuǎn)化，最終得到穩(wěn)定的電能。總而言之，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)要求高，并網(wǎng)技術(shù)是其重要依托，不容忽視。

在風(fēng)能發(fā)電技術(shù)使用中，想要全面掌握風(fēng)電場情況，就要搭建詳盡的風(fēng)速模型，其模型的修正公式如下：

2.3 光伏電池發(fā)電

最近幾年，在科技的引領(lǐng)下，光伏電池使用面較廣，滲透領(lǐng)域增多。光伏電池發(fā)電技術(shù)是新型發(fā)電技術(shù)的代表，應(yīng)用價值較高。其技術(shù)原理簡單，主要是將太陽能轉(zhuǎn)化，在科學(xué)路徑中將太陽能升級為電能，經(jīng)實(shí)踐論證，這種手段較貼合低碳環(huán)保理念，可以成為電力系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)打造的主流能源。在分布式發(fā)電中，想要達(dá)到理想轉(zhuǎn)化率，避免發(fā)電資源的浪費(fèi)，需借單晶硅等半導(dǎo)體，在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)線路指引下，實(shí)施優(yōu)質(zhì)電能的轉(zhuǎn)化。光伏電池發(fā)電除了供電穩(wěn)定，采用優(yōu)質(zhì)新能源外，還可實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)存儲，白天的太陽能可通過科學(xué)路徑存儲，到晚上再使用，這樣的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，提高了資源利用便捷度，電力資源利用率也大幅增長，減少了浪費(fèi)的情況。光伏電池發(fā)電原理圖如圖2所示。

圖2：光伏電池發(fā)電系統(tǒng)

分布式發(fā)電靈活性高。應(yīng)用期間，分布式發(fā)電重要節(jié)點(diǎn)的設(shè)置較為分散，各個區(qū)域范圍規(guī)模小，所以災(zāi)害事故不易顯現(xiàn)，比傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)，可靠性、保障性更強(qiáng)。分布式發(fā)電兼容性好，具有高經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)，在實(shí)施分布式發(fā)電階段，想要保障效果，需充分參照用戶需求，在此前提下進(jìn)行供電區(qū)域設(shè)置。分布式發(fā)電，可以確保小的電力傳輸距離，這樣在電力傳輸中消耗問題會有所緩解。再加上，發(fā)電階段占據(jù)空間小，投資也比較少，可節(jié)約建設(shè)成本，提高資源利用率同時，實(shí)現(xiàn)供電效益最大化。

3 分布式發(fā)電的影響

3.1 對網(wǎng)架電壓的影響

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，分布式電源接入后，會增強(qiáng)配電網(wǎng)的供給能力，影響電力系統(tǒng)的應(yīng)用。分布式發(fā)電的技術(shù)滲透，會轉(zhuǎn)變電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使之出現(xiàn)一定的改變，主要體現(xiàn)在電力方向和大小上，其中網(wǎng)架電壓影響較突出。隨著分布式發(fā)電源的加入，會促使電壓的增大。傳統(tǒng)網(wǎng)架控制電壓，想要維持穩(wěn)定性，只需通過簡單操作即可。但接入分布式發(fā)電源后，網(wǎng)架電壓波動會相對明顯，導(dǎo)致控制難度升級。

（1）影響接入回路。分布式發(fā)電接入多，意味著容量會變大，從而造成網(wǎng)架電壓影響變大。

（2）在網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)接入時，需高度關(guān)注節(jié)點(diǎn)用戶情況，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)用戶用電情況不出意外會被限制，再加上節(jié)點(diǎn)分布廣，所以影響程度難估算。一般情況下，受法拉第效應(yīng)作用，會促使首端電壓抬升（主要線路的），所以接入分布式發(fā)電時，需輔助相應(yīng)的措施，維持電壓的穩(wěn)定。

由此可以看出，在實(shí)操階段，需精細(xì)控制各項(xiàng)要素。不僅容量控制手段要強(qiáng)，避免其對電壓分布影響，弱化其影響效果，還要重視接入位置的影響范圍。事實(shí)證明，接入位置的不同，也會改變影響程度，這一點(diǎn)毋庸置疑。使用期間，為了強(qiáng)化應(yīng)用效果，不斷縮小影響面，就需實(shí)施動態(tài)化管理，降低對網(wǎng)架電壓的影響。如果分布式電源電壓，受到了用戶的限制，為了電壓的后續(xù)穩(wěn)定，需實(shí)施針對性調(diào)節(jié)，合理思路是利用節(jié)點(diǎn)去調(diào)節(jié)電壓，提高電壓維穩(wěn)效果?？偠灾植际诫娫吹拇嬖?，會優(yōu)化電網(wǎng)性能，同時也會造成電網(wǎng)波動，其影響是潛移默化的。一般常規(guī)接入后，會在DG呈現(xiàn)正常數(shù)值的有效性前提下，減少無功功率。

3.2 對繼電保護(hù)的影響

以往配電系統(tǒng)中，倘若有隱患出現(xiàn)，短路電流將會呈現(xiàn)出單一流向形態(tài)，從電源流向故障區(qū)。配電系統(tǒng)較為特殊，主要為放射狀結(jié)構(gòu)，在實(shí)際作用期間，可提高電力運(yùn)行質(zhì)量，提高操作簡單性，同時加強(qiáng)電流保護(hù)經(jīng)濟(jì)性。但接入分布式電源后，該配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將會呈現(xiàn)不同變化，覆蓋整體電源同時，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模式，這種結(jié)構(gòu)模式可充分連接電源與用戶，組建完整的體系，引起潮流特征變化?；诖?，可總結(jié)出在繼電保護(hù)中，分布式發(fā)電的影響。

（1）DG運(yùn)用過程中，在多種因素影響下，會使電力系統(tǒng)繼電保護(hù)失衡，安全保護(hù)功效失去，丟失掉了應(yīng)有效果。主要源于DG在運(yùn)行時，會誘發(fā)故障電流，受到故障電流影響，會不斷弱化流經(jīng)饋線繼電器電流，使其流量大幅減小，在此前提下，造成繼電保護(hù)失效，為電網(wǎng)運(yùn)行埋下隱患。

（2）通常情況下，DG接到電力系統(tǒng)后（特指配電網(wǎng)中），可能會形成誤操作。一些特殊情況下，會加劇饋線周邊的故障情況，接連造成誤跳閘。針對上述情況，如果想提升故障水平，維護(hù)好系統(tǒng)性能，則需要升級開關(guān)設(shè)備，提高開關(guān)運(yùn)用能力。

通過研究發(fā)現(xiàn)，在發(fā)電廠電力系統(tǒng)中，形成的二次回路作用顯著，其能否正常發(fā)揮作用，將關(guān)聯(lián)著繼電保護(hù)性能，同時影響著電力系統(tǒng)的安全，現(xiàn)實(shí)中二次回路隱患排查需高度重視。結(jié)合實(shí)際可知，出現(xiàn)二次回路故障，就會誘發(fā)繼電保護(hù)隱患，系統(tǒng)將會喪失靈敏性，同時無法敏銳捕捉系統(tǒng)運(yùn)行信息，第一時間掌握電壓情況等。長期處于這樣環(huán)境中，也就無法判斷系統(tǒng)危險，分布式電源接入后，易出現(xiàn)拒動或誤動問題，從而影響系統(tǒng)運(yùn)行。現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，為了確保分布式發(fā)電應(yīng)用穩(wěn)定，需對繼電保護(hù)運(yùn)行機(jī)理實(shí)施周密分析，同時完成故障統(tǒng)計(jì)，針對二次回路落實(shí)好全面的故障排查，在此基礎(chǔ)上，維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定。圖3為繼電保護(hù)二次回路的組成情況。

圖3：繼電保護(hù)二次回路組成

通過對圖3的觀察，可知繼電保護(hù)為此回路由多種元件構(gòu)成，而不同元件發(fā)揮著不同的作用。各個元件的功能，如同時充分發(fā)揮，則會使繼電保護(hù)運(yùn)行。

3.3 對電能質(zhì)量影響

分布式發(fā)電應(yīng)用，除了對繼電保護(hù)、網(wǎng)架電壓存在影響外，還會影響電能質(zhì)量。電力系統(tǒng)中電能質(zhì)量非常關(guān)鍵，是有效的參考依據(jù)，囊括了電壓質(zhì)量、電流等內(nèi)容，同時還會誘發(fā)用電質(zhì)量問題。首先影響電壓波動的誘因是在大型分布式發(fā)電運(yùn)行階段，分布式發(fā)電電壓控制設(shè)備會彼此干擾，促使電壓非常不穩(wěn)。其次是諧波污染。現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，整流電路技術(shù)應(yīng)用，以及優(yōu)質(zhì)的逆變電路技術(shù)開展，需匹配大量的設(shè)備，例如：整流器、調(diào)壓裝置等。這些設(shè)備的共同使用，會形成諧波產(chǎn)生源，影響電壓的平穩(wěn)。通常情況下，諧波會弱化電網(wǎng)保護(hù)，隨著轉(zhuǎn)換器的數(shù)量加設(shè)，會不斷降低諧波影響，進(jìn)而讓電能質(zhì)量下滑。此外，電壓閃變問題會變多，在分布式電源影響下，導(dǎo)致輸出功率變化。

4 分布式發(fā)電保護(hù)技術(shù)

通過上面影響分析可知，分布式電源使用后，會形成諸多方面的影響，降低固有系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了改善這一問題，提高供電系統(tǒng)的效率，需充分運(yùn)用分布式發(fā)電配套的保護(hù)技術(shù)，優(yōu)化分布式發(fā)電應(yīng)用成果，提高技術(shù)的應(yīng)用價值。具體措施如下。

4.1 運(yùn)用三段式電流

現(xiàn)實(shí)中，開展三段式電流保護(hù)方案，可從源頭實(shí)現(xiàn)瞬時電流速斷保護(hù)，避免設(shè)備性能下降，通過對瞬時電流速斷各項(xiàng)參數(shù)的調(diào)整，特別是速度的控制，完成相關(guān)的定時保護(hù)，提高保護(hù)的有效性，消除電網(wǎng)應(yīng)用隱患。同時，運(yùn)用三段式電流，還可以保護(hù)儲能電池，結(jié)合配電網(wǎng)絡(luò)情況，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)配電運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)。在各種保護(hù)機(jī)制下，解決系統(tǒng)故障問題，利用瞬時動作攔截，提高系統(tǒng)利用率，確保故障攔截成功。需要注意的是：現(xiàn)在這種方案之下，雖可以實(shí)現(xiàn)瞬時電流速斷保護(hù)，但卻很難實(shí)現(xiàn)全部線路綜合保護(hù)，在其應(yīng)用中需搭配其他技術(shù)手段。

4.2 反時限過電流保護(hù)

除了采用三段式電流外，還可以借鑒反時限過電流保護(hù)的思路。反時限過的電流保護(hù)，應(yīng)用效果較佳，值得合理的推廣。實(shí)踐中，這種方法運(yùn)用能夠兼顧故障解除，提高故障解決實(shí)效性，進(jìn)而優(yōu)化分布式發(fā)電方案，提高方案合理性。主要工作原理在于：保護(hù)工作啟動，可確保閘裝置自動重合，在此基礎(chǔ)上，營造完整供配電系統(tǒng)，進(jìn)而滿足用戶需求。

4.3 及時切除線路故障

想要實(shí)施精準(zhǔn)的分布式發(fā)電保護(hù)，還要做好線路故障切除，提高供配電系統(tǒng)效率。當(dāng)前社會的發(fā)展，離不開電力的輸送，基于此，分布式發(fā)電方式運(yùn)用，可強(qiáng)化供配電保障工作，降低故障工作負(fù)面影響。在不同的母線中，一旦形成其他故障時，需確保獨(dú)立供電的理想化程度，既能夠在特定線路中，運(yùn)用高效手段，將故障線路切除。與此同時，通過降低瞬時電壓，完成優(yōu)質(zhì)的故障切斷，加強(qiáng)與電網(wǎng)主網(wǎng)中各項(xiàng)指標(biāo)和服務(wù)的反孤單策略。在系統(tǒng)運(yùn)行期間，防止電力孤島的發(fā)生，確保電力系統(tǒng)自動并且有效解列，形成穩(wěn)定的電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)，確保平穩(wěn)與安全。

4.4 智能變電站繼電保護(hù)

在科技的引領(lǐng)下，智能變電站技術(shù)作用空前，呈現(xiàn)出較強(qiáng)優(yōu)勢。針對分布式電源接入后，會造成電力系統(tǒng)紊亂問題，除了及時切除線路故障，采取反時限過電流保護(hù)外，還要發(fā)揮智能變電站繼電保護(hù)作用。站在實(shí)用功能的角度，現(xiàn)實(shí)中的智能變電站，其中間隔層作用顯著，主要利用計(jì)量、測控等，直接操控一次設(shè)備，從而高效、全面收集信號，在此基礎(chǔ)上，把相關(guān)信息傳輸，讓信息抵達(dá)站控層，這樣便可以進(jìn)行嚴(yán)密保護(hù)。實(shí)踐環(huán)節(jié)中，為了強(qiáng)化保護(hù)效果，需采用“直采直跳”實(shí)時保護(hù)。研究發(fā)現(xiàn)，“直采直跳”這種模式帶來的效果十分理想，作為可靠的繼電保護(hù)模式，實(shí)用性、可靠性較強(qiáng)。在該模式實(shí)施期間，光纜負(fù)責(zé)采集信號，這是中心模塊，起到重要支撐作用。同時將信號傳輸出去，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定，而智能終端采用的是控制電纜，這樣可以有效消除分布式電源帶來的風(fēng)險，提高供電質(zhì)量的同時，保障分布式電源實(shí)際應(yīng)用效果，增強(qiáng)用電可靠性?！爸辈芍碧北Ｗo(hù)系統(tǒng)原理圖，如圖4所示。

圖4：“直采直跳”保護(hù)系統(tǒng)原理圖

5 技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢分析

結(jié)合現(xiàn)實(shí)可知，分布式發(fā)電優(yōu)勢較強(qiáng)。首選，實(shí)際應(yīng)用中，分布式發(fā)電適應(yīng)性強(qiáng)，可根據(jù)不同用戶需求完成高效、平穩(wěn)發(fā)電，作為集中供電有償補(bǔ)充，可確保整個供電階段的平穩(wěn)性，從源頭規(guī)避傳統(tǒng)供電弊端，彌補(bǔ)集中供電的不足，減少電力癱瘓的隱患。其次，分布式供電不僅高效，而且安全性極佳。通過實(shí)踐證明，分布式發(fā)電接入電網(wǎng)，會提升諸多的便利性，在分布式發(fā)電保障下，可提高電網(wǎng)可靠性，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、平穩(wěn)供電，降低用電中斷可能性。分布式發(fā)電環(huán)保型特點(diǎn)鮮明，比較貼合新時期要求，在能源緊缺今天，分布式發(fā)電值得推廣。研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用太陽能、風(fēng)能，可降低能源能耗，從源頭依托科學(xué)路徑實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)保。在電能輸送過程中，分布式發(fā)電實(shí)現(xiàn)，需借助低壓輸電線路，運(yùn)用這樣的路徑，可降低電磁污染，從而強(qiáng)有力保護(hù)生態(tài)，防止周圍植物被破壞。在新的供電模式保障下，可實(shí)現(xiàn)長遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，保障電力隨時隨地發(fā)電，提高電網(wǎng)應(yīng)用水平，科學(xué)節(jié)約土地資源，同時實(shí)現(xiàn)減少噪音、輻射等效果。

6 結(jié)論

綜上所述，在經(jīng)濟(jì)強(qiáng)勢發(fā)展中，電網(wǎng)的負(fù)荷增加，基于此分布式發(fā)電迎來了高效發(fā)展時期，分布式發(fā)電應(yīng)用可優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，提高電網(wǎng)運(yùn)行速率，但與此同時，對電力系統(tǒng)的影響也是較難估量的。為此，需加大研究力度，實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電合理設(shè)計(jì)，推動電力行業(yè)可持續(xù)。