中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所 伍 洲

分布式電源技術(shù)問(wèn)題的探討

中國(guó)船舶重工集團(tuán)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(shù)建立在先進(jìn)的材料技術(shù)、靈活的制造工藝和自動(dòng)控制系統(tǒng)等新興技術(shù)的基礎(chǔ)上。分布式電源技術(shù)不需消耗大量的不可再生資源，不會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，是一種靈活、方便、高效的新型電能生產(chǎn)系統(tǒng)。鑒于此，本文主要分析分布式電源技術(shù)問(wèn)題。

分布式；電源；技術(shù)

1. 我國(guó)發(fā)展分布式電源的必要性

我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)煤炭發(fā)電占總發(fā)電總量的75%左右，遠(yuǎn)高于國(guó)際平均水平。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)二氧化硫排放量的90%，氮氧化物排放量的60%來(lái)源于煤炭燃燒，可以說(shuō)，煤炭發(fā)電已成為我國(guó)大氣污染的主要來(lái)源。因此，從保護(hù)環(huán)境的角度來(lái)說(shuō)，降低傳統(tǒng)煤炭發(fā)電的比重勢(shì)在必行。

為實(shí)現(xiàn)2020年全面建成小康社會(huì)以及2050年達(dá)到中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平的奮斗目標(biāo)，必須不斷推進(jìn)和發(fā)展工業(yè)化，工業(yè)化的進(jìn)程離不開(kāi)對(duì)能源的需求。雖然我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量巨大，居世界第三位，但我國(guó)人口眾多，人均的煤炭占有量約為235萬(wàn)噸，遠(yuǎn)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(dǎo)致煤炭?jī)?chǔ)量的迅速減少。我國(guó)的能源利用效率較低，為33%左右，和發(fā)達(dá)國(guó)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(lái)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(jīng)成為我國(guó)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(duì)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(duì)可持續(xù)性發(fā)展有重要意義外，還能促進(jìn)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)的產(chǎn)生。分布式電源建立在新興技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展分布式電源，將帶動(dòng)新技術(shù)的引進(jìn)和消化，推動(dòng)新型制造業(yè)的興起。

綜上所述，我國(guó)大力發(fā)展分布式電源是非常必要的。

2. 分布式電源技術(shù)問(wèn)題

2.1電能質(zhì)量問(wèn)題

和傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)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(diǎn)。這種靈活的發(fā)電方式，可能會(huì)給電能質(zhì)量產(chǎn)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(dòng)或停止發(fā)電，這容易導(dǎo)致電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。某一時(shí)段內(nèi)，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(duì)分布式電源的特點(diǎn)，需要采取相應(yīng)的控制策略和手段，避免電網(wǎng)電壓的過(guò)度波動(dòng)。

2.2對(duì)繼電保護(hù)的影響問(wèn)題

配電網(wǎng)中大量的繼電保護(hù)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(dòng)，分布式發(fā)電必須與之配合并適應(yīng)它。當(dāng)配電網(wǎng)的繼電保護(hù)裝置具有重合閘功能時(shí)，則當(dāng)配電網(wǎng)系統(tǒng)故障時(shí)，分布式發(fā)電的切除必須早于重合時(shí)間，否則會(huì)引起電弧的重燃，使重合閘不成功。當(dāng)分布式發(fā)電的功率注人電網(wǎng)時(shí)，會(huì)使原來(lái)的繼電器保護(hù)區(qū)縮小，從而影響繼電保護(hù)裝置正常工作。

3. 強(qiáng)化分布式電源技術(shù)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(jié)合我國(guó)有關(guān)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(duì)分布式電源的位置與類別進(jìn)行選擇；其次，根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際現(xiàn)狀，對(duì)配合系統(tǒng)和分布式電源的問(wèn)題進(jìn)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(xué)的優(yōu)化算法對(duì)分布式電源的配置容量與最理想配置點(diǎn)進(jìn)行確定，進(jìn)而使接入的分布式電源不但不會(huì)制約電網(wǎng)的可靠性與安全性，而且能夠?qū)崿F(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(duì)地方的負(fù)荷需要進(jìn)行分析，在不制約配電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定和安全的基礎(chǔ)上對(duì)分布式電源開(kāi)展定容與選址，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最大化的發(fā)電公司收益。針對(duì)發(fā)電公司來(lái)講，實(shí)現(xiàn)最大的利潤(rùn)是其規(guī)劃目標(biāo)，模型的目標(biāo)函數(shù)應(yīng)當(dāng)兼顧分布式電源的運(yùn)行和維護(hù)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(jié)合所供地方負(fù)荷增長(zhǎng)的現(xiàn)狀，在配電企業(yè)付出最少成本的情況下，獲得能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)荷增長(zhǎng)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(jié)合自身符合增長(zhǎng)的要求，目的是為了實(shí)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(shì)下，對(duì)分布式電源開(kāi)展定容選址。對(duì)終端用戶來(lái)講，使用電成本最少是其規(guī)劃目標(biāo)，模擬目標(biāo)函數(shù)應(yīng)兼顧電網(wǎng)企業(yè)的購(gòu)電費(fèi)用與分布式電源的運(yùn)行、維護(hù)成本。

3.3激勵(lì)發(fā)展清潔分布式電源的必要性

很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，我國(guó)發(fā)電廠成本預(yù)算通常不涵蓋環(huán)境成本，這會(huì)無(wú)償?shù)卣加靡恍╇娫吹沫h(huán)境價(jià)值，不但不利于發(fā)展清潔能源，而且會(huì)導(dǎo)致過(guò)度地發(fā)展嚴(yán)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(shí)現(xiàn)成本化的環(huán)境效益。在發(fā)電成本當(dāng)中列入環(huán)境成本，一是能夠推動(dòng)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(dòng)地完善技術(shù)，實(shí)現(xiàn)管理能力的增強(qiáng)，實(shí)施有效的策略減少成本。二是為環(huán)保部對(duì)環(huán)境的治理籌集一些資金。如此一來(lái)，有助于發(fā)電公司環(huán)保觀念的增強(qiáng)，推動(dòng)發(fā)電公司的公平與合理競(jìng)爭(zhēng)。

總之，智能電網(wǎng)的特點(diǎn)是完善互聯(lián)指標(biāo)，對(duì)聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化，確保環(huán)境友好型分布式電源（先進(jìn)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等）無(wú)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(yuǎn)距離輸電實(shí)現(xiàn)。在日益進(jìn)步的電力接入技術(shù)和智能化電網(wǎng)的影響下，分布式電源的應(yīng)用愈加廣泛。

［1］徐峻濤，拾楊，李建林.分布式電源技術(shù)相關(guān)問(wèn)題的討論［J］.電氣應(yīng)用，2014，05：14-17.

［2］李建林，王輝，文閃閃，肖莞.分布式電源技術(shù)相關(guān)問(wèn)題的討論［J］.電氣應(yīng)用，2014，13：14-17.

［3］李建林，石巍，周春，崔巖.分布式電源技術(shù)相關(guān)問(wèn)題的討論［J］.電氣應(yīng)用，2015，09：16-20.

［4］陳祥，崔弘，買(mǎi)文捷.分布式電源技術(shù)相關(guān)問(wèn)題的討論［J］.電氣應(yīng)用，2013，11：16-18.