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摘要：电源控制着整个电网系统中的分布方式对电网的安全、稳定及经济运行起着至关重要的作用。分布式电源较好地解决了传统电力系统存在的问题,采用分布式电源并入电网方式将会给整个电网系统带来很大的影响。
关键词：分布式电源；电网；影响
一、分布式电源（DG）介绍
1．DG概述
DG一般指的是几kW到50MW左右的小型独立电源，当今的DG主要包含风力、太阳能、燃气轮机和燃料电池发电等。分布式电源是一种新兴的电源技术，它是可持续发展与技术进步的产物，收到了人们越来越多的重视。一些主要的发达国家甚至将DG技术放在了相当重要的位置上。在我国由于能源的短缺，加大DG的发展力度是将来的发展趋势。
具体说来，DG引入电力系统的主要优势有：
1) 提高供电可靠性：DG可作为电力系统的后备机组，当电力系统停电的时候可以由DG继续持续的向用户供电，从而减小因停电而带来的经济损失。
2) 减少环境污染：发电系统在发电过程中会产生大量热能，通过DG而建立的热电联产系统，可以提高燃料的利用率。应用了可再生的能源的DG技术，能够满足了世界环保用电，节能及可持续发展要求。
3)合理优化DG在电网位置和容量，可以明显降低电网损耗。
4)在负荷增长过快或较为偏远的地方，DG可以减少扩容的费用。
二、DG的类型
1.风能发电
风能是一种非常干净且储量极其丰富的可再生能源，因此它被给予越来越多的重视。在最近几年，风能发电的增长率每年都保持在40%以上，到目前为止，全世界的风电装机容量己经超过了16万MW，在未来的几十年风能有望与化石能源相媲美，成为人类的主要能源之一。风能发电的基本原理是风吹动风轮机使风能转化为机械能，再经过风轮机拖动发电机使机械能转行为电能。目前风电主要有两种运行的形式：离网发电和并网发电。由于风速在很大程度上影响风电的出力，风能具有不确定性，使得其主流方式采用与电网并网发电，比较大型的风电机组大多数采用并网发电。
风力发电原理：在风的作用下风轮旋转，将风能变为风轮轴机械能然后在风轮轴带动下发电机发出了电能，其机械功率可以表示为
式中，凡为风力机的机械功率，P为空气密度，A为风轮扫过的面积，v表示风速，C：是效率因数，用来表示风力机从风中获得有用风能的比例。由上式我们不难看出，风机输出的功率与扫过的面积和速度的三次方均成正比，当扫过的面积确定以后，可以将风电的功率看成只与速度有关的函数，给定了某一时刻的风速，其风电的功率即可以确定。在我们进行配电网潮流计算时，可将风电的功率看为由风速确定的一个常数。
目前主流的风电采用异步机方式和电网并网运行，通过无功自动投切装置可维持风电功率因数的稳定，这样在有功功率确定的前提下，其无功功率也就得以确定，因此风电可被看为PQ节点。
2.太阳能发电
随着可持续发展这个观念越来越深入人心，太阳能以其安全可靠、无污染和可就地取材的特性而具有最广阔的前景。其基本原理是将太阳的能量转变为热能，然后将热能通过发电机等转化为电能。当前应用比较多的方式是太阳能热发电和太阳能光发电。太阳能热发电通过收集太阳热能然后通过换热系统产生蒸汽从而推动发电机发电，而太阳能光发电是利用了光生伏打的效应，把光能直接变成电能。
太阳能发电具有很大的优势及发展前景，这是因为太阳是一种能取之不尽和用之不竭的能源，并且光伏电池既可以作独立发电的系统向用户供电也可并网。太阳能发电也面临着如下挑战：（1）需要进一步降低成本。(2)阳光的能量密度低(白天时最大为每平方米1 kW) 。 (3)口辐射强度始终处于变化之中，无法获得平稳的电能。
光伏发电系统的有功出力取决于太阳的光照强度，光照强度可近似看成B eta分布概率密度函数，其表达式为：
化为蒸汽、燃油等，再按通常所用的发电技术来发电，在此不再赘述。
三、DG对电力系统的影响
1.对电力系统预测和规划的影响
DG如果不经过详细的规划而随机的投入系统或者退出系统都加大对配电负荷的预测不确定性，从而使得人们难以准确的预测负荷:配电网的规划是一个动态的规划问题，由于配电网的节点数多，大量分布式电源节点使得重构更为困难。故须准确的评估这些，寻求更加好的负荷预测以及优化的方法，给出DG的最合适的位置和容量值。
2. 对配电网网损的影响
在配电网中接入分布式电源后，整个配电网的负荷构成不可避免的将产生变化，如果某个负荷点的负荷不小于DG输出量、并且所有DG输出量小于配网总的负荷量时，引入DG有可能增加某些线路网损，但是系统总的网损减小;如果某个负荷点的负荷量小于该点的DG输出量，并且所有DG输出量大于配网总的负荷时，如果所有的DG发电量小于总负荷的2倍，DG的影响和前边的类似，否则将增加总的损耗。因此，DG既可能增大也可能减小配电系统网损。
3.对电压的影响
DG的引入有改变了传统线路的潮流方向的可能性，抬高各负荷节点电压。由于DG输出功率的不稳定性，容易造成系统电压的波动，当DG并不与当地的负荷协调运行时，这时将更容易增大系统电压的波动。
4.对配电系统运行安全可靠性影响
DG可能会影响系统的安全可靠性。DG的引入有可能改变短路电流的大小，网络的结构在引入DG后也将有所改变，这使得按原先网络设计的继电保护容易误动作。当DG并网后，应防止发生单相接地短路时非故障相的过电压;当DG撤出后，DG仍可以独自供电。然而无意识的孤岛运行会对配电系统的稳定造成一定的危害，同时也可能引起谐振，损坏设备。另外，DG大量渗入配电网将导致振荡持续时间的延长，威胁着系统的安全运行。
5.对配电系统潮流方向的影响
当不引入DG时，系统的潮流方向是由母线流向线路，其潮流方向是单向的;而引入DG后，由于DG的出力支持，改变了潮流的流向，使得潮流方向难以确定，潮流的大小计算起来也比较困难。这些可能导致电压调整的设备失去正常的调节功能。
6.对继电保护装置的影响
引入DG后，使得配电系统整个网络都存在电源而与用户相连，电网的潮流方向也不在单纯从母线流向负荷，使得以前设定的保护整定策略可能不适用了，如果采用加装方向元的方法来解决这个问题，将会大大增加投资，需要很高的费用。针对这个问题引入了孤岛运行的思想，当系统发生故障的时候可以将系统解列成几个孤岛然后运行，这样停电面积能够大大减小。
参考文献：
[1]孙军鹏，分布式电源对电网的影响，河南科技[J].2014,(17)
[2]刘杨华，吴政球，涂有庆，黄庆云，罗华伟，分布式发电及其并网技术综述[J].电网技术,2008,23(15)
论文作者:李庆国
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/2
标签：系统论文; 电网论文; 负荷论文; 风能论文; 分布式论文; 电源论文; 风轮论文; 《电力设备》2017年第35期论文;