浅谈分布式发电对电力系统分析的影响

摘要：分布式发电主要是指发电功率在几千瓦至数百瓦的小型模块化、分散式的发电单元发电模式。当前分布式的发电技术是电网运行的技术发展主要趋势，它的特点是发电容量较小，且主要通过与配电网和电力系统的连接来进行工作。在分布式发电网点进入电网系统后会对配电网络的短路、电流大小和电路走向结构产生不同程度的影响，使得原有的电力系统在运行中产生一系列的问题。如何在分布式发电技术普及的趋势下，减少其对配电网络的影响、保护用电运行结构，使得整体的用电网络系统趋于稳定和安全，是当前相关工作人员需要探究的问题。

关键词：分布式发电；电力系统；发电工作系统

分布式发电的普及既有利于帮助一些特殊用户实现用电要求，也有利于将发电和配电网络推向高科技水平的发展阶段。在帮助配电系统正常运行和分布式发电技术逐步发展的同时，要维护配电网络的正常运行并进行继电保护。为了更好地开展分布式发电的安排工作，首先需要了解分布式发电的不同种类，在用户体验、环境影响和科技发展等多个层面综合考量分布式发电的运用，分析总结出在保护配电网络正常运转的同时，实现分布式发电的更好发展策略。

一、分布式发电的运用优势和重要性

分布式发电的优势主要是在具体的运用中能够缓解随着社会发展对电力负荷峰谷差增大的压力。在当前的电力系统中，由于全国联网的实施，局部的电力系统出现故障时容易通过电网迅速扩展至其他区域，使得整个配电系统面临着更高风险的停电状况。分布式发电的普及能够减少连锁反应的负面影响，同时增加节能环保和可再生能源的运用。当前我国的能源供应日益紧张，在这种现实条件下，电力资源作为一种可再生能源逐渐受到相关部门的重视。分布式的发电技术既符合节约资源保护环境的基本国策，又具有灵活多变、适应性较强的工作优势，成为当前逐步普及的一种发电方式。

二、分布式发电的基本内涵

分布式发电的基本内涵目前还没有统一的定论，不同的说法都从不同的侧面体现出分布式发电的不同特点。一些人认为分布式发电是指靠近负荷侧安装中小型发电站，使得分布式发电场所能够独立在公共电网中，不受电网大环境限制而为少量用户提供所需电能的一种发电方式。同时还能够将其接入到配电网络中和公共电网一起为附近的用户提供电能。也有人认为分布式发电主要是指功率较小，大概从几十千瓦到几百千瓦的以模块式分布在符合附近的清洁保护发电设施，对公共电网起到辅助作用，其特点是相比公共电网更加灵活多变、性价比较高，发电量和运转方式较为平稳、可靠。而在业内对分布式发电的具体定义为，和配电网络连接的全部发电设施，无论是商业上所有的柴油发电机，还是家庭中自备的发电机，又或者是电力公司安装的发电设施，都能成为分布式发电的工作站。

三、分布式发电对电力系统的影响

（一）对配电系统可靠性的影响。分布式发电对配电系统的可靠性影响，主要分为有利和不利两个方面。如何在运用分布式发电时趋利避害，使得不利影响减少到最小，而发挥出有利条件，从而保障整个电网系统的安全稳定运转，需要着重分析有利和不利条件出现的原因。不利的方面是在大系统停电时分布式发电的电源网络燃料会中断，从而失去配电的可靠性造成部分地区的断电情况。同时，由于分布式发电网络和配电网络的继电保护，如果在工作中出现误差和操作失误则会导致保护的误动作，加剧配电网络供电的不稳定性。而有利的方面在于分布式的发电模式能够消除配电网络在现代社会发展中峰值落差较大、负荷较为严重的情况，对当前的输配电网络输电制度和缓解电压大幅度起降起到重要的分担作用，使得配电网络的输送电性能有所提高，使得部分分布式发电系统在综合大电力输配系统发生供配电故障时，仍然能够保持输送电状态，从而保障用户的用电需求。（二）对配网继电保护的影响。分布式发电对配网继电保护的影响，主要体现在电网出现瞬时性故障时对电网设备造成二次冲击，加剧配电网络供电的可靠性和安全性。据调查报告显示，配电网络中所出现的输送电故障大都属于瞬时性的配电故障，在出现这类故障时，重合闸的工作能够帮助解决和避免配电系统的送电工作保持在较为安全和平稳的状态之中。但分布式发电的电源所形成的电导在故障中也会一直保持运行工作的状态，从而给故障点电弧重燃增加了风险，从而对配电网的工作设备造成了二次的故障冲击。

四、分布式发电的电源特性

（一）燃料电池的特性。燃料电池在分布式发电中运用较为广泛。它是指在一定温度下，能够把储存在氧化剂中和燃料中的化学能直接转化为电能，从而输出电力的一种装置。主要是通过电化学的作用，使燃料的化学能转化为电能，而不会直接影响到燃料。当前市面上存在的燃料电池由不同的材质构成，例如使用较为广泛的有碱性的燃料电池，也有聚合性的电解质膜电池等等。在商业发电中使用最为广泛的是磷酸型的燃料电池。燃料电池之所以被使用广泛，主要是因为其发电效率高，负荷变化对其几乎没有影响等优点作为基础的。从它的发电影响来看，燃料电池还具有清洁污染和低噪声的环境保护作用，同时安装便捷、位置灵活也是燃料电池的一大优势。（二）微型燃气轮机的特性。微型燃气轮机在分布式发电中也较为常见，大多数使用汽油、柴油、甲烷和天然气作为燃气轮机的燃料。微型燃气轮机的发电效率在满负荷运营的情况下可以达到30%甚至更多，最理想的状态下能够高达75%。因此，在分布式发电中，常常使用微型燃气轮机作为发电装置，还因为其具有占地较小、搬运较为方便且绿色无污染性较高、装置维护较为简单的多种优点。但与其他发电方式相比，由于它受到一定的功率变化限制，在多种发电装置中的发电稳定率和效率都不是最理想的。（三）光伏电池的特性。光伏电池主要是指通过太阳能来进行光电效应，从而输出电流。简单来说就是通过半导体材料在太阳能下的光电效应，将太阳能转化为电能，使其产生的多余电量能够提供给电网输送到用户的使用电网中。光伏电池符合当前我国节能减排和节约资源保护环境的基本国策和政策号召，具有绿色无污染且安全可靠、不需要使用燃料也没有地域限制的多种优势，但由于太阳能本身是不稳定的，也就决定了光伏电池的发电效率和情况也受到天气条件的限制。如果采用光伏电池进行发电就会导致发电量不稳定和电压不稳定的情况出现，降低用户的用电使用体验，因此光伏发电常常作为一种补充的发电形式存在。

五、如何保护分布式发电下的电力系统

（一）运用三段式电流三段式电流工作的保护方案，能够通过对瞬时电流速断速度的控制和定时限电流速断保护，以及电池保护的三段式电流保护，三个部分同时工作来对配电网络进行供配电运转的保护。在这种电流保护方案之下，一旦总的电路系统出现故障，它能够通过瞬时动作将故障拦截并解决。现在这种方案之下无法对线路全长进行综合保护，通常只适用于对该线路和相邻线路进行全长保护，而无法对整个电力系统的全部线路进行保护。（二）运用反时限过电流保护反时限过的电流保护方法，主要是指通过保护动作发生时同被保护线路中短路电流大小相关联的一种保护方法。但这种保护条件之下，把路电流与保护动作的出现时间成反比。相关线路近处的故障发现与保护时间花费较长，而远处较短。这种方法能够兼顾解除故障的实效性和选择性，因而被广泛应用于分布式发电情况下的配电网络系统保护方案中。其主要工作原理在于能够通过保护工作启动自动重合闸装置，从而使得整个供配电系统能够正常运转，满足用户的用电需求。（三）及时切除线路故障由于当前的社会发展和人们的衣食住行都离不开电力的输送和配给，因此，采用分布式发电的方式来增强电力系统的供配电工作保障，将可能出现的故障工作负面影响减少到最小是十分重要的。在不同的母线和线路中发生短路或其他故障时，分布式发电的独立供电工作，既能够在特定线路中将故障线路切除，也能够通过降低瞬时电压，切断与电网主网中的服务产生反孤单策略，还能够防止电力孤岛的发生与电力系统进行自动解列，从而保障整体电网运转的平稳与安全。

六、结语

综上所述，分布式发电对电力系统的影响有好有坏。但总体来说，因其自身发电的独立性，所以能够对整体电网系统的供配电工作起到保护和维稳的作用。在具体的建设和使用过程中，应当注重对分布式发电网络和总体电网的保护，采用不同的保护方案具体问题具体分析地进行供配电工作，从而保障我国社会的用电安全和电力网络的科学建设。

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作者:严海夫 单位:洛阳理工学院