分布式電源技術問題的探討

中國船舶重工集團公司第七一五研究所 伍 洲

分布式電源技術問題的探討

中國船舶重工集團公司第七一五研究所 伍 洲

和傳統(tǒng)的發(fā)電方式特別是煤炭發(fā)電方式相比，分布式電源技術建立在先進的材料技術、靈活的制造工藝和自動控制系統(tǒng)等新興技術的基礎上。分布式電源技術不需消耗大量的不可再生資源，不會造成嚴重的環(huán)境污染，是一種靈活、方便、高效的新型電能生產系統(tǒng)。鑒于此，本文主要分析分布式電源技術問題。

分布式；電源；技術

1. 我國發(fā)展分布式電源的必要性

我國是世界上最大的煤炭生產國和消費國。長期以來，我國煤炭發(fā)電占總發(fā)電總量的75%左右，遠高于國際平均水平。據(jù)統(tǒng)計，全國二氧化硫排放量的90%，氮氧化物排放量的60%來源于煤炭燃燒，可以說，煤炭發(fā)電已成為我國大氣污染的主要來源。因此，從保護環(huán)境的角度來說，降低傳統(tǒng)煤炭發(fā)電的比重勢在必行。

為實現(xiàn)2020年全面建成小康社會以及2050年達到中等發(fā)達國家水平的奮斗目標，必須不斷推進和發(fā)展工業(yè)化，工業(yè)化的進程離不開對能源的需求。雖然我國煤炭儲量巨大，居世界第三位，但我國人口眾多，人均的煤炭占有量約為235萬噸，遠低于世界平均水平。而且，煤炭是不可再生能源，大量的使用煤炭發(fā)電必然導致煤炭儲量的迅速減少。我國的能源利用效率較低，為33%左右，和發(fā)達國家相比，低10%～20%。如果保持傳統(tǒng)的能源使用模式，不采取有效的措施提高能源的利用效率，不久的將來就可能發(fā)生能源短缺情況，工業(yè)的發(fā)展將難以為繼。因此，提高能源利用效率已經成為我國可持續(xù)發(fā)展的重中之重。分布式電源作為已商業(yè)化的能源利用方式中效率最高的一種，對提高能源利用效率具有十分重要的意義。

大力發(fā)展分布式電源，除了對可持續(xù)性發(fā)展有重要意義外，還能促進新的經濟增長點的產生。分布式電源建立在新興技術的基礎上，發(fā)展分布式電源，將帶動新技術的引進和消化，推動新型制造業(yè)的興起。

綜上所述，我國大力發(fā)展分布式電源是非常必要的。

2. 分布式電源技術問題

2.1電能質量問題

和傳統(tǒng)發(fā)電技術相比，分布式電源具有發(fā)電規(guī)模小，發(fā)電形式多等特點。這種靈活的發(fā)電方式，可能會給電能質量產生不良影響。分布式電源的用戶除自身用電外，將剩余的電能輸送到電網(wǎng)。用戶通常根據(jù)自身的需要啟動或停止發(fā)電，這容易導致電網(wǎng)電壓的波動。某一時段內，若發(fā)電量大于用電量，電網(wǎng)電壓升高，反之則電網(wǎng)電壓降低。針對分布式電源的特點，需要采取相應的控制策略和手段，避免電網(wǎng)電壓的過度波動。

2.2對繼電保護的影響問題

配電網(wǎng)中大量的繼電保護裝置早已存在，不可能為了新增的分布式發(fā)電而做大量改動，分布式發(fā)電必須與之配合并適應它。當配電網(wǎng)的繼電保護裝置具有重合閘功能時，則當配電網(wǎng)系統(tǒng)故障時，分布式發(fā)電的切除必須早于重合時間，否則會引起電弧的重燃，使重合閘不成功。當分布式發(fā)電的功率注人電網(wǎng)時，會使原來的繼電器保護區(qū)縮小，從而影響繼電保護裝置正常工作。

3. 強化分布式電源技術的措施

3.1配置分布式電源步驟

將分布式電源配置在固有的電網(wǎng)中，先是結合我國有關的能源政策、地域因素的制約、能源的約束等，全面地思考一系列的要素之后，對分布式電源的位置與類別進行選擇；其次，根據(jù)電網(wǎng)的實際現(xiàn)狀，對配合系統(tǒng)和分布式電源的問題進行解決，思考分布式電源的綜合方案與并網(wǎng)方式，借助科學的優(yōu)化算法對分布式電源的配置容量與最理想配置點進行確定，進而使接入的分布式電源不但不會制約電網(wǎng)的可靠性與安全性，而且能夠實現(xiàn)最為理想的效益。

3.2配置分布式電源的模型

（1）發(fā)電企業(yè)規(guī)劃模型。這種模型著眼于發(fā)電公司的利益，對地方的負荷需要進行分析，在不制約配電網(wǎng)運行穩(wěn)定和安全的基礎上對分布式電源開展定容與選址，進而實現(xiàn)最大化的發(fā)電公司收益。針對發(fā)電公司來講，實現(xiàn)最大的利潤是其規(guī)劃目標，模型的目標函數(shù)應當兼顧分布式電源的運行和維護成本以及售電收益。

（2）電網(wǎng)企業(yè)規(guī)劃模型。這種配電網(wǎng)規(guī)劃模型涵蓋分布式電源，其立足于配電企業(yè)的利益，結合所供地方負荷增長的現(xiàn)狀，在配電企業(yè)付出最少成本的情況下，獲得能夠實現(xiàn)負荷增長要求的系統(tǒng)最為理想的增容策略，涵蓋分布式電源或者變電站、新建線路組成的方案。

（3）終端用戶規(guī)劃模型。這種模型立足于終端用戶的利益，結合自身符合增長的要求，目的是為了實現(xiàn)終端用戶最少的用電成本，在分布式電源和大電網(wǎng)共同供電的形勢下，對分布式電源開展定容選址。對終端用戶來講，使用電成本最少是其規(guī)劃目標，模擬目標函數(shù)應兼顧電網(wǎng)企業(yè)的購電費用與分布式電源的運行、維護成本。

3.3激勵發(fā)展清潔分布式電源的必要性

很長一段時間以來，我國發(fā)電廠成本預算通常不涵蓋環(huán)境成本，這會無償?shù)卣加靡恍╇娫吹沫h(huán)境價值，不但不利于發(fā)展清潔能源，而且會導致過度地發(fā)展嚴重污染的電源，這不利于發(fā)展分布式電源。為此，以能源工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作為視角，十分有必要實現(xiàn)成本化的環(huán)境效益。在發(fā)電成本當中列入環(huán)境成本，一是能夠推動發(fā)電公司有效地統(tǒng)一自身利益和環(huán)保，從而積極主動地完善技術，實現(xiàn)管理能力的增強，實施有效的策略減少成本。二是為環(huán)保部對環(huán)境的治理籌集一些資金。如此一來，有助于發(fā)電公司環(huán)保觀念的增強，推動發(fā)電公司的公平與合理競爭。

總之，智能電網(wǎng)的特點是完善互聯(lián)指標，對聯(lián)網(wǎng)的過程進行簡化，確保環(huán)境友好型分布式電源（先進的電池儲能系統(tǒng)、風力發(fā)電、光伏發(fā)電等）無縫、安全地接入電力系統(tǒng)。智能電網(wǎng)優(yōu)化輸電系統(tǒng)還使分布式電源的遠距離輸電實現(xiàn)。在日益進步的電力接入技術和智能化電網(wǎng)的影響下，分布式電源的應用愈加廣泛。

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