分布式发电并网问题综述_分布式发电并网

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学术研讨

２０１１年第２期 38

分布式发电并网问题综述

程汉蓬

李晓辉

（河南城建学院）

摘 要 介绍了分布式发电的相关概念，讨论了分布式发电的并网问题，指出了分布式发电的研究方向。关键词 分布式发电 配电网 孤岛

由于传统电力系统的某些弊端、传统能源资源的枯竭、当今社会 对电能质量要求的提高以及世界各国对环保问题的日益重视，分布式 发电凭借其就地发电服务用户、清洁环保等诸多优点，正受到世界各 国的关注。

１ 分布式发电的概念

分布式发电（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＤＧ）是指规模较小（一般低于 济、高效、可靠地发电。它是区别于传统集中发电、远距离高压输１００ＭＷ）、分布在负荷附近或连接在配电网上的发电设施，能够经

［１］

（３）ＤＧ对供电可靠性和电能质量的影响。ＤＧ并网后会对电网 中的电能质量产生多方面的影响，不同类型的ＤＧ所产生的影响也会

不平衡、谐波污染等。存在差别，这些电能质量问题可以概括为电压调整、电压闪变、电压

［３］

对于含有大量ＤＧ的配电系统，如果ＤＧ之间相互协调不好，会降 低系统的可靠性。另外，在系统中出现扰动时，由于ＤＧ的高度不确 定性，也可能降低系统的可靠性。

（４）ＤＧ对配电网继电保护的影响。当前配电网保护和自动化的 设计基础是假定配电网为单电源、辐射状网络，电网中潮流总是单向 地从电源端流向负荷端。分布式发电接入配电网后，配电网络将变为 一遍布电源和用户互联的网络，潮流也不再单向地从变电站母线流向 响。各负荷。配电网这种根本性的变化对配电网继电保护带来了深刻影

［４］

电、大互联网络的一种供电方式。有的文献页称之为分散式发电，嵌 入式发电，分布式电源。分布式发电包括功率较小内燃机、微型燃气 轮机、燃料电池、太阳能光伏电池和风力发电等。

系统。其中，自治分布式 在运行模式上，分布式发电既可以是自治系统，也可以是非自治

主电网

上与其他电力系统隔离的电力系统是由一组在电气公共耦合点PC CPC C

（PC C)

分布式发电装置组成，并 满足一群用户的所有负荷

D G 连接点

D G连接点

·此外，并网ＤＧ有可能在故障发生后不能被快速隔离，并继续向 故障点提供故障电流，这将不利于故障点电弧熄灭，甚至促成瞬时性 故障发展为永久性故障，导致重合失败；还有可能造成非同期重合，从而在电网中引起过电压和过电流。

（５）孤岛问题。所谓孤岛，是指当电网的部分线路因故障或维 修而失去电网电源时，由线路上所连接的ＤＧ继续供电，并连同周围 负载所构成的一个自给供电的局部电网。

孤岛运行主要分为两种，计划孤岛运行和非计划孤岛运行。计划 孤岛是根据ＤＧ容量和本地负荷的大小，确定合理的孤岛区域，与系 统断开后，保证小系统的稳定运行。由于跳闸等原因造成的范围不确 定、偶然的孤岛运行，称为非计划孤岛运行。

非计划孤岛运行会带来一系列问题，如电能质量下降，威胁公众 及运行人员的安全，影响自动重合闸的成功率等。

为避免非计划孤岛运行带来的问题，当前世界上多数电力系统都 要求在电网中发生故障以后，ＤＧ必须尽快与系统断开。ＩＥＥＥ Ｓｔｄ． ９２９－２０００规定，分布式发电装置必须采用反孤岛措施来禁止非计划孤 岛的发生。

随着ＤＧ数量的日益增加以及竞争力的日益增强，分布式发电装 置有计划的发生孤岛将成为一个有意义的选择。利用ＤＧ的孤岛运行

可以提 高供电的可靠性。因此，ＩＥＥＥ Ｓｔｄ．１５４７将分布式发电装置的孤 岛利用作为未来要考虑的任务之一。３结语

分布式发电具有投资少、见效快、节约土地、清洁、环保等一系 列优点。目前，分布式发电无法在发电成本方面与集中式大容量发电 相竞争，然而随着电力体制改革的深化，分布式发电技术和电力电子 技术的进一步发展，分布式发电在传统电力系统中将会有实质性的增 长。

自治分布式电力系统是分需求，也称为微电网。非

布式发电装置与现存电力

负载D G单元D G单元负载

局部电网 1局部电网 2局部电网 3

系统并联运行的系统。图图１ 分布式电力系统的结构 １所示为一典型的非自治分布式电力系统。２分布式发电并网问题

将分布式发电系统集成到现有的配电系统中，是今后分布式发电 的发展趋势。但是，ＤＧ的并网运行将会对电力系统的规划、运行、控制及保护等方面产生诸多不利影响，只有较好地克服好这些不利因 素，才可能实现ＤＧ安全、经济的并网运行，从而真正享受到ＤＧ所带 来的利益。在美国、欧洲国家，他们的工业发达，用电负荷大，分布 式电源的发展相对中国来说较早一些，但也属于起步阶段，只是理论 上比我国完善。国际电气工程学会己经制定了分布式电源接入配电系 统的相关准则，即ＩＥＥＥ Ｓｔｄ．１５４７－２００３标准。

（１）ＤＧ对电力系统规划的影响。分布式发电的出现会使电力系 统负荷预测、规划和运行与过去相比有更大的不确定性［２］。由于大量 的用户会安装ＤＧ为其提供电能，使得配电网规划人员更加难于准确 预测负荷的增长情况，从而影响后续规划。

另外，规划时最优化工具必须能够准确评估ＤＧ对所在电网的影 响，给出并网ＤＧ的最优位置和规模，使得ＤＧ在电网的逐步渗透过程 中不会破坏电网运行的安全性和经济性。其次，配电网规划中若出现 许多发电机节点，使得在所有可能的网络结构中寻找到最优的网络布 置方案（即可以使建造成本、维护成本和电能损耗最小的方案）就更 加困难。

此外，机组类型及所采用一次能源的多样化，如何在配电网中确 定合理的电源结构，如何协调和有效地利用各种类型的电源就成为新 出现的而且迫切需要解决的问题。

（２）ＤＧ对系 统稳定性的影响。传统的配电网一般为单电源网 络，不存在稳定问题，ＤＧ的并网运行使得配电网成为一个多电源网 络，也为配电网带来了稳定问题。在配电网中引入少量的ＤＧ对整个 电网不会构成太大的影响，然而当电网中存在较多的ＤＧ单元或者大 容量的ＤＧ单元时，ＤＧ的引入将对系统潮流、暂态稳定、电压稳定等 特性产生较大的影响，盲目地引入ＤＧ甚至有可能使系统的可靠性和 稳定性恶化。

参考文献

［１］ 梁才浩，段献忠．分布式发电及其对电力系统的影响．电力系统自动 化，２００１，２５（１２）：５３－５６

［２］ 丁明，王敏．分布式发电技术．电力自动化设备，２００４，２４（７）：３１－３６ ［３］ 李 蓓，李 兴 源 ． 分 布 式 发 电 及 其 对 配 电 网 的 影 响 ． 电 网技 术，２００５，９（３）：４５－４９

［４］ 赵豫，于尔铿．电力零售市场研究：

（六）分散式发电对电力系统的影 响．电力系统自动化，２００３，２７（１５）：２５－２９

作者简介 程汉蓬（１９７６－），硕士，主要从事电力系统继电保护的 教学和研究。

（收稿日期：２０１０－１１－３０）