摘要：随着分布式发电（Distributed Generation）应用的增加，越来越多的分布式发电正在接入电网，由此带来的并网问题日益重要。我国一般发电效率是40%以下，但是分布式发电总体效率可以达到80%以上，而且是就近供电，可以减少环境污染，还可以利用多种能源。
关键词：分布式发电；微型电网；技术
1分布式发电的概念
我国以前的发电大多是火电和水电，现在采用特高压、超高压输电，这些都称为集中式发电。目前在西方国家有一种新的倾向，就是把发电方式变成分布式发电。分布式发电总的来说有下面几条特点：①非常接近终端用户。②容量很小，一般为几十千瓦到几十兆瓦。③能孤立运行或者并网，也可以接在380 V或10 kV线路上，如果再超过这个等级（不超过66 kV）就不再称之为分布式发电。
现在分布式发电大多采用洁净的可再生能源。我国现有的分布式发电厂90%以上使用天然气或者沼气，并采取CHP（热电联产）或者CCHP（冷热电联产）的方式。而基本上符合这几条标准，才称之为分布式发电。燃料电池、太阳能光伏电池和风能都可以作为分布式发电。在丹麦，90%以上的风能作为分布式发电（接在配电系统），但是在我国大部分风能都还不能称之为分布式发电，因为我国风电厂都是规模较大的，一般都在110 kV或者220 kV，所以称之为集中式发电。但小型风电厂可以称为分布式发电。美国认为分布式发电是发电单元和储能单元的组合，光伏、风电和燃料电池都是非常典型的分布式发电。
现在国内混淆了DG（分布式发电）、可再生能源和CHP的概念。如果发电厂是烧煤的、大的热电联产就不属于分布式发电。比如北京热电厂，它就不能算是分布式发电。大规模的风电、水电和光伏发电，也不算是分布式发电。比如将来有可能在沙漠地区建大规模的太阳能光伏发电厂，这是可再生能源，但不能算是分布式发电。然而我们城市建筑屋顶上的太阳能发电就是典型的分布式发电，是可再生能源和分布式发电的交集。
目前世界平均单机容量发展到100万MW以后就变成极限了，由于分布式发电的发展，使得单机容量非常小，因此目前世界上平均单机容量有一个下降的趋势。由于我国发电技术滞后于国外，因此目前还在发展大规模的 30万、60万和100万kW发电机组，但10年以后，也可能逐渐往小容量的方向走。
西方有个经济学家说，过了50或100年以后就没有输电系统了，个人认为这是不可能的。按照世界能源组织的估计，到2050年全世界大概有25%的能源是来自太阳能，而我国大概有80多万km 2 是沙漠和半沙漠地区，非常有利于建太阳能光伏发电厂，目前在敦煌正规划建设一个大规模的太阳能光伏发电厂。现在大量的输电、发电系统都是特高压或者超高压，把大规模煤炭基地或水能基地生产的电能往外送。将来肯定会从甘肃、青海、宁夏、内蒙甚至新疆把太阳能、核电电力往负荷中心送。总之，未来不仅仅会只有火电基地，还会有太阳能发电基地等，因此高压和特高压的输电是不会减少的。
2分布式发电的优点
使用分布式发电非常经济，比如丹麦等一些国家的GDP产值20多年之间增加了一倍，但其能源消耗量保持不变，而我国是成倍增长，电力弹性系数甚至超过11.5。这是短暂情况，不可能长久。使用分布式发电可以提高供电的安全性和可靠性。2008年年初在南方发生了严重的雪灾，大量输电线路倒塌，但是在四川、贵州等地一些小火电厂却没有停运，还发挥了一定的作用。而且分布式发电即使停运的话，也会很快的起动起来，这对大系统的可靠性来说是有积极作用的。使用分布式发电还可以降低投资风险，解决边远地区供电困难。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在日本东京市，其中有三个大楼的地下室安装了分布式发电设备，建成分布式发电以后，这三个楼宇的供冷、供热和电力全由它供给，效果很好；在我国上海市的黄埔中心医院，是上海最早建成的分布式发电；在北京市燃气集团，在其地下室也建成了一个三联供设备，它是一个典型的燃气机发电，余热可以供热水，而且余热如果温度不够还可补燃，它的发电效率在35%左右，但是冷、热、发电总效率能达到80%以上，不过目前还没有解决并网问题。
3分布式发电对电力系统的影响
分布式发电并网最大的一个问题就是电能质量问题，会造成配电网电压控制困难，引起电压闪变，导致继电保护误动作，同时也会产生短路电流。分布式发电还需要解决好可靠性问题，特别是继电器保护的配合问题。最后，分布式发电还会使配电网效益下降。微型电网技术是美国首先发明的一个名称。建立微型电网，在配电网有故障的时候，可以避免跳闸，因为微型电网结构使得整个电网和配电网的联络非常弱，一旦有故障的话，可以把联系跳掉。同时微型电网结构上有很多分支，把不重要负荷放在一个分支上，切掉的时候可以把不重要的分支全部切掉。使用微型电网结构，会有很多的改造，所有的继电保护、控制设备都不一样。这就是微型电网本身的特点。作为控制来说，微电源控制器需要达到即插即拔。大电网需要通过信息传递，现在通过PMU把远方信号测量过来，用广域测量控制，但是微电网都是独立的，因此需要达到即插即拔。另外配电系统与微型电网的能量管理系统也不一样，保护不一样。微型电网和主网的关系还可以起很好的复合控制，微型电网控制还有一些特殊的方式。原来用于放射性网络结构的继电保护，现在由于有分布式发电，也有了很多变化。
4分布式发电技术障碍和瓶颈
美国现在总的装机容量是10个亿，每年增加比例是2%，其中90%是天然气发电，所以美国的天然气发电比例逐年在增加。把大规模的天然气发电变成小的分布式发电非常容易。另外整个美国天然气管道和油田分布非常均匀，这个情况跟我国大不一样，我国油田、油气田数量有限，首先要保证居民的生活用气，所以我国天然气要做分布式发电相当困难。而且天然气发电价钱比烧煤贵。燃料问题、价格问题，造成我们分布式发电受到一定的局限。另外分布式发电还有占地问题，效率问题和表计问题。占地问题，如果分布式发电都建设在城市里面，那么城市就很拥挤。表计问题。因为能源是双向流动，如果屋顶装了太阳能，那么白天家里没有人不用电，电能往配电网注入。因此这个情况电表要全部记录下来。现在国外采用表计双向测量。如果我们也采用这种方法，那么大量表计要全部换掉。效率问题，分布式发电的效率可以达到80%多，但是有时候只能达到60%多。还有环保问题和防火安全问题。日本有一篇文章，介绍了如果分布式发电都放在城市里面，那么城市温度会提高，即使烧天然气比烧煤干净，可在城市里面烧天然气，也会增加污染的排放。另外在北京居民楼里面，超过压力的天然气不能进屋，这样可能使分布式发电受到一些影响。总的来看，分布式发电会在我国发展，但是有相当多的局限性和障碍。
5分布式发电将来技术发展方向
首先，使用分布式发电以后，原来配电网的整个格局就会发生变化，理论、实践都会有一些变化。其次，关于控制和保护。控制就是指即插即拔，需要就近信号，不需要远方信号。目前我国还没有一个很好的研究手段，包括我们正在开发的微型电网技术。原来的程序、模型都针对大电网，非常成熟。如何把风能、低电压穿越能力建立起模型来，计算风电场。它在配电系统当中有很多电力电子产品，使得机电和电子有很多混合模型。要提高它的效率，还有环保问题和一些其他的问题。分布式发电技术的应用非常广泛，医院、办公楼、大学、疗养院和体育馆都可以大量使用，前景非常好，但是障碍也不小，总的来说在我国发展还是比较缓慢。将来太阳能光伏、燃料电池和氢能经济发展起来以后，才会比较广泛。
参考文献：
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[2] 毛璐明，杨玉群.考虑负荷重要性的微电网电源容量优化配置[J].工业仪表与自动化装置.2016（06）
[3] 许鹏.分布式供电技术在现代电力系统中的应用[J].北京工业职业技术学院学报.2014（03）
论文作者:关婷
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/9
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