摘要：分布式发电（DG）以其发电方式灵活、与环境兼容等特点而得到了广泛的关注。随着DG渗透率的不断提高，DG也给现代电力系统运行与控制带来巨大的影响和变化。首先介绍了分布式发电的概念、分类、不同类型DG的特点和DG的应用，然后总结了DG并网技术会给电力系统带来的影响，最后介绍了DG在国内外的应用现状，为DG技术在我国电力系统中的应用提供了参考。
关键词：分布式发电；配电网；继电保护；电能质量
引言
随着电力需求迅速增长，以大机组、大电网、高电压为主要特征的大型电网的弊端日益显著。尤其在近年来，世界范围内接连发生了几次大面积停电事故，充分暴露了电网的脆弱性，具体表现为以下几个方面：
1）大型互联电网的故障容易扩散，从而导致大面积停电。大电网中某处故障所产生的扰动可能会对整个电网造成较大影响，严重时可能引起大面积停，电甚至是全网崩溃，造成灾难性后果。
2）大电网的成本高，运行难度大，难以适应用户越来越高的安全和可靠性要求以及多样化的供电需求。
3）大型电网对环境保护和土地需求的压力不断地增大。
随着分布式发电（DG）技术的不断进步、能源危机的加剧以及人们对环境的关注，DG日益受到重视。我国在2007年发布的 《可再生能源中长期规划》中也明确指出，要充分利用水电、沼气、太阳能热利用和地热能等技术成熟、经济性好的分布式可再生能源技术，逐步提高优质清洁可再生能源在能源结构中的比例。本文介绍了DG的概念以及分类、常用的DG技术，并分析了DG的并网对电力系统的影响。最后对DG技术的应用现状进行了分析。
1分布式发电概念及特点
1.1 分布式发电的概念和特点
目前，对于DG还没有统一的定义。有文献指出，DG是指靠近负荷侧安装某些中小型发电站，它既可以独立于公共电网直接为少量用户提供电能，也可以将其接入配电网络，与公共电网一起为用户提供电能。DG是指功率从几十kW到几百kW，模块式的、分布在负荷附近的清洁环保发电设施，能够经济、高效、可靠地发电。与远离负荷中心依靠远距离输配的传统电源相比，DG具有如下特点：
1）节能环保，污染小。由于DG大量采用可再生能源和清洁能源，更加环保。
2）提高电网的可靠性。当大电网发生故障时，可通过启动断开装置使DG与电网断开，由DG独立为用户供电。
3）分布式电源多采用性能先进的中小型、微型机组，操作简单，负荷调节灵活。
1.2 分布式发电技术及分类
分布式发电系统将各种不同形式的能源转换为电能加以利用。不同的研究领域有不同的分类方法，如按照DG的发电技术可分为：光伏发电、风力发电、微型燃气轮机发电、生物质能发电、燃料电池发电等；根据DG与电力系统并网连接方式可分为直接与系统相联的机电式和通过逆变器与系统相联2大类。
2 分布式发电对电网的影响
合理的DG分布可以给系统带来许多效益，如可有效地减小线路损耗、提高系统可靠性、有效地为供电消峰、减少输电阻塞及延缓配电设备投资新建等。但随着DG技术的不断发展，DG在配电网的容量和渗透率不断提高，这样以来，DG会给电力系统的运行带来一些问题，如潮流反向、电压不平衡、电网谐波增加、保护误动等。
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2.1 DG对电力系统规划、负荷预测的影响
DG的加入，使得配电网规划中出现许多发电机节点，这将导致系统的规划与过去相比有更大的不确定性。同时，也使得准确预测负荷的增长情况更加困难，从而影响到后续规划。而合理的规划能够准确评估DG对所在电网的影响，从而给出DG的最优位置和规模，这样就可以达到减小配电网的线路损耗、提高系统可靠性、为供电消峰、减少输电阻塞及延缓配电设备投资新建等目的。因此，为了充分发挥DG的效益，并减小和消除DG对配电网的影响，必须对DG进行合理的规划。
2.2 DG对潮流计算、系统电压的
分布式电源接入配电网后，配电系统从放射状结构变为多电源结构，这使得系统的潮流大小和方向都发生了改变。但传统的潮流计算方法由于没有考虑分布式发电的影响，因而计算的结果不再有效。潮流大小和方向的改变同时影响到配电网的稳态电压，使原有的调压方案不一定能满足接入分布式电源后的配电网电压要求。因此，随着DG在配电网中渗透率的不断增加，必须采用新的潮流计算方法来评估和分析分布式电源对电力系统电压的影响，以保证系统的稳定运行。
2.3 DG对运行可靠性、电能质量的影响
分布式发电大量并网相当于给系统接入大量的非线性负载，会给电网注入大量的谐波，同时引起电网电流、电压波形发生畸变，从而导致整个电网的电压稳定性问题。提出利用短路比和刚性率来评估分布式电源对配网供电电压质量影响的方法。
3 分布式发电的应用现状
目前，中国的电网还主要以大机组、大电网的集中供电为主，分布式发电在我国处于刚起步阶段，但分布式发电的特点适应中国电力发展的需求与方向，在中国有着广阔的发展前景。一方面，充分利用可再生能源发电对于中国调整能源结构、保护环境、开发西部、解决农村用能及边远地区用电、进行生态建设等均具有重要意义；另一方面，中国可再生能源总的储量丰富，发展潜力十分巨大。我国与分布式发电相关的技术研究和开发已经广泛的展开，由天津大学承担的分布式发电供能系统的基础理论和关键技术问题的“973”研究计划拟就分布式发电需要解决的4个方面的科学问题进行展开：1）分布式发电的运行特性及高渗透率下与大电网相互作用的机理；2）含分布式发电新型配电系统的规划理论与方法；3）含分布式发电的配电系统的保护与控制；4）分布式发电供能系统综合仿真与能量优化管理方。
4 总结
分布式发电作为一种很有发展前途的新型发电和能源综合利用方式，已经成为21世纪电力行业最主要的发展方向之一。DG具有节能、环保、投资少、占地小的特点，与集中供电相比，分布式电源应对高峰期的电力负荷更加经济、有效，得到了广泛的关注和应用。虽然我国现阶段主要依靠传统集中式大电网满足国民生产生活，但随着DG技术的不断成熟和不可再生能源的紧缺，分布式发电作为集中供电的一种补充，将会在配电网中得到广泛的应用。欧美一些发达国家已经对分布式发电开展了广泛的研究和应用。但是，我国还处于刚刚起步阶段，因此，需要继续的对DG投入大量的精力和物力，鼓励相关人员对此进行广泛深入的研究。
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论文作者:任晓亮,原亚飞,卫红霞,董科
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
标签：分布式论文; 电网论文; 系统论文; 电压论文; 技术论文; 配电网论文; 电力系统论文; 《电力设备》2019年第19期论文;