浅析分布式发电对电力系统的影响

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:阴幸壮
[导读] 摘要: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。
        山西大唐国际临汾热电有限责任公司  山西省临汾市  041000
        摘要: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,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。
        关键词:分布式发电;电力系统;影响
        引言
        随着我国城市化进程全面深化,当代社会社会生产自己人们的生活对电力的稳定性和质量要求越来越高,传统的发电模式无法兼顾每一位用电户的需求,在用电高峰期的时候也无法调整电力负荷,电压不稳的情况时有发生,一些偏远山区的供电状况更是差强人意。而分布式发电技术作为实现可持续化发展的技术产物,能够对某一区域内的用户进行专项供电,有效地解决传统供电模式的一些弊端,如停电、电压不稳等现象。此外分布式电站还具有建设维护成本低廉、安全性和可靠性兼顾、对环境破坏小的诸多优点。
        1分布式发电简介
        1.1分布式发电的名称
        分布式发电、非集中式发电及嵌入式发电等,都可称为分布式发电。
        1.2分布式发电的作用
        分布式发电主要为了满足部分特定用户的需求和支持现存配电网的运行。
        1.3分布式发电的容量
        分布式电源与常规的中心电站不同,容量比小,具体数值根据不同的电力系统、电源类型及环境而定,约在几千瓦至几十兆瓦。
        1.4分布式发电的能源使用
        分布式发电大多采用的能源输出方式是电能,但如果使用热电联产的方式就可以采用其他能源输出方式,如热能、冷能等,可达到有限能源的循环、高效、综合、合理利用。
        1.5分布式发电技术类别
        根据能量转换技术的区别,分布式发电常规都是采用往复式发电机、微型燃气轮机、燃料电池、斯特林发电机、天然气燃汽轮机、太阳能发电、风力发电、水力发电及其他储能技术等。
        2分布式发电对电力系统的影响
        2.1对电能质量的影响
        分布式发电产生的电流在接入电路组的线路后,就会由辐射状结构向多电源结构转变,电路中电流的方向、大小也会发生变化,从而影响电网电压的稳定性。此时,原有调节方案已经无法完成匹配的任务,只有重新评估主线路特点,制定调压方案,才能避免由于分布式发电引入配电网导致安全隐患产生的情况。原有电力输电网络的结构通常呈放射状,该结构的优势主要体现在两个方面:(1)使电流保护更加经济;(2)使运行更加简单。将分布式发电引入配电网会导致原有结构被改变,从而给继电器的保护形式带来影响,例如保护装置失灵、误操作等,如果馈线附近出现问题,则会导致无障碍馈线跳闸,电能质量无法得到保障。除此之外,分布式发电可能引发的问题还包括谐波,这是因为分布式发电需要以大量电力电子器件为依托,因此,发电单元可以被视为谐波源,利用逆变器将分布式发电引入配电网会导致开关频率周围存在大量的谐波分量,谐波因此被引入,问题随之出现。当然,需要引起重视的内容还包括发电单元在容量、位置上存在的差异,导致电压出现降低、升高的现象,使稳态电压的分布受到影响等。


        2.2对继电保护的影响
        多数配电系统和分布式发电相连接以前都呈放射状,运行便捷性较高,相关电流保护操作的开展难度较低,但在和分布式发电相连接后,其电网网络结构会发生改变,促使原本单向的流入负荷转变为多个方向,进而对原有继电保护造成不良影响,具体而言,首先,倘若基于分布式发电影响出现故障电流,则极易导致流经馈电继电器的电流量减少,进而导致继电保护无法正常发挥实效性;其次,分布式电源本身存在分布不规则的特点,会导致和发生故障的馈线相邻的没有发生故障的馈线产生无动作跳闸的问题。最后,分布式发电接入会使得原有配电网的故障水平发生改变,如果想要预防此类情况的产生,则需要针对断路器等相关保护装置开展有效的升级操作。
        2.3对电力市场的影响
        近几年,电力市场的发展势头十分迅猛,大量交易平台被开放,分布式发电因此获得了竞争的机会和平台,用户也可以根据自身需求选择最优化、最适合的方法。配电网的开放为电力零售市场的发展提供了动力,市场竞争的激烈程度与日俱增,可供用户选择的模式越来越多,例如自给自足、电网售电等。用户可以在对电力需求和价格进行了解后合理分配分布式电源,使分布式发电所具有的优势及作用得到充分发挥,由此创造的经济效益也会变得更加可观。
        2.4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。
        2.5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。
        2.6对配电网规划的影响
        首先,在将分布式发电引入配电网后,电网在运行方法、未来规划等方面具有的不确定性大幅提升,电网系统的安全性、稳定性及可靠性会受到分布式电源带来的影响,干扰评估的准确性。其次,如果分布式电源和配电网同时运行,配电网结构就会发生变化,对输电厂产生的依赖随之降低。最后,规划人员在规划配电网时,应该对5~20年内配电网负荷的变化情况进行分析,一般来说,在该时间范围内,配电网符负荷默认为增加状态,只有不断增加变电站、分布式电源的数量,才能使电力需求得到满足。
        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。
        参考文献:
        [1]田军强.新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响[J].通信电源技术,2019,36(12):131-132.
        [2]程采奕.浅析分布式发电对电力系统分析的影响[J].现代盐化工,2019,46(06):64-65.
        [3]苑佳卉.新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响[J].城市建设理论研究(电子版),2019(09):2.
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