分布式电源并网对供电可靠性的影响分析

分布式电源并网对供电可靠性的影响分析摘要：现今，社会对供电可靠性、灵活性、环保性、节能性等要求越来越高，传统供电电源和供电模式已远远无法满足未来电力行业的发展，国家也迫切需要研究开发各类可再生能源和新的供电模式。而文章要介绍的分布式电源（DistributedGeneration，简称DG），就是这样一个将风能、太阳能等可再生能源转化为电能的中小型设备，非常符合电力行业的发展。然而，分布式电源在电力系统的应用对电力系统的运行和维护产生了很大影响。文章从其概念、意义、分类和并网技术要求等方面介绍了分布式电源，分析了分布式电源对现有供电系统可靠性的影响，旨在为供电可靠性分析提供一定的理论参考、让分布式电源的运行更加理想。关键词：分布式电源；供电可靠性；影响目前，我国电力虽处于一个供大于求的状态，但其电源结构不是十分合理，严重危害生态环境、阻碍经济社会发展以及影响电力系统安全可靠运行。如何最大限度的利用电力资源、有效提高供电系统可靠性一直是国家需要重点研究的内容，其对电力系统前期的建设、中间的运行以及后期维护都会产生一定的影响。目前我国的供电方式大都是采用电源-输电网-配电网-用户传统供电方式，此技术已相对成熟，但其效率一般在28%～35%左右，对环境的污染严重，并仍无法完全满足供电安全可靠灵活多样等方面要求，我们需要从一些新理论、新技术方面寻求突破，分布式电源并网研究就是其中之一。因此研究分布式电源并网的方式、分析其对供电可靠性的影响具有十分重要的意义。1分布式电源并网系统的概况1.1分布式电源并网系统的含义分布式电源并网系统主要是为了满足用电用户的需求，有效提高电网运行的经济性。通常分布式电源并网系统需要与环境友好兼容且就近用户，可以是所有用户周围环境友好型发电设备。再生能源和不可再生能源是分布式电源并网系统的主要能源类型，其中可再生能源并网系统可以对废能进行高效利用，进而产生电和热，例如利用废热、废气以及其他压差发电来实现能源循环利用。1.2分布式电源并网系统的分类根据分布式电源并网系统的特点，可以将分布式电源并网系统分成不同的类别。（1）依据是否和电网进行连接分为电源-用户型和电源-配电网-用户型，在偏远地区，因传统供电方式的供电能力不足，电源-用户型分散式电源可以发挥其他用电方式无可比拟作用，其对环境无污染、清洁，据统计其效率可达到40%～50%，此类电源包括风能、太阳能、地热、潮汐以及生物能等。电源-配电网-用户型则包括热电冷三联产和热电联产，其效率可以达到75%以上。（2）产品构成的角度。根据产品构成角度可以分为热电冷三联产、热电联产供电方式，其中热电冷三联产对电源能够最大限度的进行使用，对环境的伤害也最小，因此是分布式电源发展的方向。2分布式电源并网技术的要求当DG并网到高电压等级电力系统中时，当分布式供电系统内的电压质量发生了恶化，就会扩散至整个区域的电力系统，对系统电压稳定产生重大的影响，给用户带来不便，产生十分严重的后果。因此国家对并网联接点以及DG机组的电压有严格的规定，一般情况下，DG机组在35kV以下的配电系统中进行并网。具体并网电压是根据DG机组容量大小进行确定的，DG机组的容量越大，选择的并网电压也就越大。当分布式供电系统内的电压波动过大并超出规定范围时，我们要在规定的时间内将DG机组和电网进行分离，防止DG机组运行时的电压波动加剧进而危及电网。3分布式电源并网对供电可靠性的影响目前，分布式电源并网的运行方式主要有三种，每种运行方式对供电的可靠性有不同的影响。3.1分布式电源为配电系统的备用电源当分布式电源为配电系统的备用电源时，俗称“明备用”，负荷通过开关的操作被转移，从而利用分布式电源供电。当解除故障以后，再转向系统电源，从而为用户正常供电，这种运行方式下，供电可靠性会有一定的提高，但是这种运行方式的供电经济性能很差，只能在满足重要负荷需要时才能启用，国内电力市场化的大环境下，此方案并不多见，因其性价不不高。3.2配电系统成为分布式电源的备用电源若是分布式电源为负荷进行供电，就会因为电力负荷波动有限而不能对波动负荷进行连续供电。配电系统作为分布式电源的备用电源，在分布式电源出现缺额时，为其补充缺额；在分布式电源处于富裕时可以将多余的电能输送给系统。如此一来，对分布式电源以及波动负荷之间的平衡性就有很大的保证，用户的电能质量得到了很好保障。这种方式用户只需对配网从配电吸收电量的差值进行支付，在保障用户用电质量的前提下，投资者可以减少不必要投资，使其利益最大化，此种分布式电源并网方式既确保了电力系统的可靠性，又充分发挥了分布式电源的经济性。3.3分布式电源和配电系统并网运行分布式电源和系统电源并网运行，共同为负荷供电，配电网的辐射式网络就会转变为多电源网络，用户能够从不同方向获取电能，配电系统和分布式电源的互为备用大大提高了用户供电的可靠性。分布式发电引入配电系统后，可能会产生一种新的运行方式――孤岛运行。“孤岛”是指包含分布式电源的配电网与主配电网分离后，仍然继续向所在的独立配电网输电。无意中形成的孤岛，可能会对系统、维修人员等造成危害，而且负荷可能出现的供需不平衡将严重损害电能质量，从而降低配电网的供电可靠性。若事先有应对策略来应付孤岛的出现，利用孤岛最快最大限度地向孤岛内的负荷供电，则可以提高配电网的供电可靠性。根据分布式电源充当的角色不同，对供电可靠性的影响也有不同。当分布式电源作为配电变电站时（即逆变器型分布式电源），因逆变器型分布式电源容量是可扩的，对输出的功率并没有限制，故可以当作全网的备用电源。当分布式电源作为配电变电站时，若是元件有了故障，那么对元件进行修复的时间就是停电时间，因为对分布式电源并没有限制，因此对孤岛划分不需要考虑，供电可靠性得到了很大的提高。这种模式在我国由于有政策支持，发展很快，尤其是建筑光伏发电和沼气发电，此类清洁可再生能源有着很好的经济效益和环境效益。分布式电源充当发电机组时（即旋转电机型分布式电源），因为其容量是一定的，故限制了输出功率。由于要保证孤岛内的稳定运行以及电力平衡，这种模式可以提高附近负荷的用电可靠性，而对远离分布式电源的负荷没什么意义。4结束语文章理论分析研究了分布式电源对配电网可靠性的影响，即分布式电源运行方式的不同，其对配电网的可靠性也将产生不同的影响。如果分布式电源是作为配电系统的备用电源来使用，则分布式发电的接入可以提高系统的供电可靠性；如果分布式电源是和系统电源并网运行，控制不好则可能降低系统的可靠性，反之则可以提高可靠性，减少系统故障所带来的经济损失。电力企业以及相关部门在运用分布式电源并网的方式时，要综合考虑，让供电的可靠性和经济性能够充分协调，多方面地对分布式电源并网进行分析，让分布式电源的运行更加理想。参考文献[1]汪浅予.分布式电源并网及其对电网的影响[J].科技资讯，2013（28）.[2]任昊飞.浅谈地方电厂并网对电力系统的影响[J].中小企业管理与科技，2012（16）.