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摘 要：本文手介绍了目前接入电网的分布式电源的概念及其特点，从分布式电源并网运行的角度， 重点分析各种分布式电源的接入对发电计划及调度、电网备用容量、系统稳定性、电网频率、电压、电能质量的影响， 充分说明了善用分布式电源的重要性。
关键词：分布式电源，电网调度，电能质量，影响
中图分类号：TG434.1 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着世界能源以及环境等问题的日益突出，同时传统大电网互联的供电模式也存在越来越多的缺陷，分布式发电作为传统集中发电的有效补充，越来越受到各个国家的重视。分布式发电具有占地少、投资少、节能、环保、建设周期短等有点，它是未来供电领域一个重要的发展趋势。大量分布式电源的接入，对地区电网安全稳定运行将产生重大影响，同时也会对电网络的线路结构、潮流、继电保护、故障恢复等产生不同程度的影响。为此，本文将介绍目前已采用的分布式电源，并重点分析其对电网调度的影响。
1、分布式电源概念及特点
按照美国能源署定义，分布式电源是产生以及存储电能的电源系统，一般位于用户的附近，其中包括生物能发电、太阳能光伏电池、燃气轮机、风能发电、燃料电池、内燃机、微型燃气轮机、以及储存控制等技术。分布式电源可以独立工作，也可以连接电网并网运行。
分布式发电有占地少、投资少、节能、建设周期短、环保等许多优点，相对于高峰期的电力负荷，分布式发电比集中发电具有更有效和经济的特点，因此分布式发电可以作为我国集中供电模式的一个有效补充。与集中式发电技术相比较，分布式发电技术具有以下优点：
（1）环境污染少。分布式电源时以天然气和生物质能等清洁能源以及水力、风力、潮汐、太阳能、地热等一些可再生能源作为发电能源，可以减少一氧化碳、二氧化碳、氮化物以及硫化物等一些有害气体的排放。同时，分布式发电所运用的电压等级比较低，传输电能时对周围产生的电磁污染相对于传统高压输电要小很多。
（2）为用户的电能质量提供有效调节手段。分布式电源一般在内部都有无功补偿和就地电压调整控制措施，保证了用户的电能质量。并且在用电高峰时候，具有冷热电联产技术的分布式发电不但能够满足供冷和供热的要求，而且也能够提供电力，用来缓解高峰用电的压力，有调峰的作用，能够保证系统良好的电能质量。
（3）延缓电网不断膨胀。随着工业以及社会的不断高速发展，电网必须不断扩大，将带来经济、环境以及土地等一系列的矛盾。充分利用电网建设周期短、投资少以及效益高的分布式发电，能够承担一定负荷增长，可以代替一定高电压大电网集中供电的远距离输电的投资，节省了输电走廊的用地，在一定的程度上缓解了集中供电模式的压力。
2、对发电计划及调度的影响
根据分布式电源的可控性可以将其分为两类：一类是发电功率不可控的，包括风力发电、小水电、光伏发电；另一类是发电功率可控的，主要指生物质能发电。可控的分布式电源最终都采用与传统火电类似的汽轮机进行发电，相比于风电、太阳能等受自然环境影响显著的分布式电源，其发电功率可调控。从调度的角度来看，可控的分布式电源可以作为负的负荷接入电网，对于发电计划及调度的影响较小。不可控的分布式电源中所包含的风力发电、小水电、光伏发电易受气象环境、水文条件等因素的影响，具有随机性、波动性、可预测性差的特点。这些分布式能源的输出功率不稳定，会增加接入电网负荷的波动性， 因此，不可控的分布式能源都存在预测精度的问题，一定程度上改变了电网的负荷特性，增加了调度的难度。
3、对电网备用容量的影响
电网中接入的分布式电源的功率波动特性与电网负荷波动特性一致时，分布式能源就具备了自然调峰的作用；反之，将会使电网的调峰问题变得更加突出。分布式电源并网后，电网的可用调峰容量减去用于平衡负荷波动的备用容量后，剩余的可用调峰容量就用于分布式电源调峰。如果整个电网用于分布式电源的备用容量有限，无法完全平衡分布式电源的功率波动时，就需要限制分布式电源的渗透率。分布式电源接人电网的波动是由风力发电、小水电、太阳能光伏发电等引起的，而风电功率、小水电功率、光伏输出功率和电流的波动对于电网完全是随机的，最严重时相当于全部分布式电源装机容量大小的功率在短时间内投入或者切出。因此，要接人大量分布式能源，必须考虑配备相应容量的备用电源，以便在输出功率波动时平衡发电与负荷需求，保证电网的安全稳定运行。
4、对系统稳定性的影响
大规模分布式电源接入电网时，对无功功率的需求是导致电网电压稳定性降低的主要原因。研究表明，风电场的有功出力使负荷特性极限功率增大，提高了静态电压稳定性；而风电场的无功需求使负荷特性的极限功率减少，降低了静态电压稳定性。小水电站的功率因数高达0．98～0．99，其不发无功或者是无功发不出的现象普通存在，且较为严重，如果系统无功电源不足将使电网处于低电压水平上的无功平衡，即靠电压降低、负荷吸收无功功率的减少来弥补无功电源的不足。目前，分布式风电场和小水电的无功仍可看作是一个正的无功负荷，当风电场和小水电的容量较大，且无功控制能力不足时，易影响电压的稳定性，严重时会造成系统电压崩溃。分布式电源的并网可能会改变配电网的功率流向和潮流分布，这是既有电网在规划和设计时未曾考虑的。因此，随着分布式电源注入功率的增加，分布式电源附近局部电网的电压和联络线功率将超出安全运行范围，影响系统的稳定性。随着分布式电源装机容量在系统中所占比例的不断增加，输出的不稳定性对电网的功率冲击效应也不断增大，对系统稳定性的影响就更加明显，严重时将使系
统失去动态稳定性，导致整个系统瓦解。
5、对电网频率的影响
在调频方面， 当不可控的分布式电源在电网装机容量中所占比例较小时，注入功率的波动对电网频率的影响甚微；但随着大量不可控的分布式电源接入电网，大规模的功率波动会给系统的调频增加难度，同样也会对分布式电源的运行状态产生影响。另外，如果分布式电源以微网或虚拟电厂的方式形成孤立电网，那么会对孤立系统的频率产生影响。
6、对电压的影响
分布式电源的接人将给配电网的安全可靠运行加入许多的扰动因素，其启停、故障必然会导致电网电压的变化。另外，分布式电源接入位置对配电网的电压也会造成影响，当分布式电源接入位置不同时，线路总的电压损耗是不同的，各节点电压也会相应变化。配电网调度人员难以监控分布式电源的投入、退出时间以及发出的有功功率与无功功率的变化，使配电线路的电压调整控制十分困难。同样，大量分布式电源接入后，由于配电网馈线上的传输功率减少，从而使沿馈线各负荷节点处的电压被抬高。如果分布式电源输出的功率大于区域的负荷需求，反向的功率会沿着馈线阻抗向电网流动，从而使原本在其阻抗上的电压降因潮流的反向而改变符号，以至于分布式电源的端电压变为电网电压加上馈线阻抗上的压降。
7、对电能质量的影响
风力发电、太阳能光伏发电输出的电能具有间歇性，会引起电压波动，通过逆变器并网的分布式电源也会向电网注入谐波电流，导致电压波形出现畸变； 同时，光伏发电输出电流的变化会引起电压闪变，易导致电压／无功调节装置的频繁动作。分布式发电对电能质量的影响程度与分布式电源的类型、控制方式、布置、所接入系统的短路容量及线路参数等因素有关。随着分布式电源容量的增
大，对电能质量的影响也会越来越大。
结语
分布式发电由于具有许多传统集中发电模式无法比拟的优点，其越来越受到人们的重视，同时分布式电源的接入，将会对地区电网产生影响。本文主要分析分布式发电对地区电网调度的影响，首先对分布式发电的概念进行了定义，然后从多个方面分析了分布式發电对地区电网调度的影响。
参考文献
[1] 丁明，王敏．分布式发电技术[J]．电力自动化设备，2004，24(7)：31-36
[2] 王士政．电网调度自动化与配网自动化技术[M]．北京：中国水利水电出版社，2006：200-203
[3] 王彤，兰森林．分布式发电对配电网的影响[J]．华东电力，2010，38(7):1035-1039
关键词：分布式电源，电网调度，电能质量，影响
中图分类号：TG434.1 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着世界能源以及环境等问题的日益突出，同时传统大电网互联的供电模式也存在越来越多的缺陷，分布式发电作为传统集中发电的有效补充，越来越受到各个国家的重视。分布式发电具有占地少、投资少、节能、环保、建设周期短等有点，它是未来供电领域一个重要的发展趋势。大量分布式电源的接入，对地区电网安全稳定运行将产生重大影响，同时也会对电网络的线路结构、潮流、继电保护、故障恢复等产生不同程度的影响。为此，本文将介绍目前已采用的分布式电源，并重点分析其对电网调度的影响。
1、分布式电源概念及特点
按照美国能源署定义，分布式电源是产生以及存储电能的电源系统，一般位于用户的附近，其中包括生物能发电、太阳能光伏电池、燃气轮机、风能发电、燃料电池、内燃机、微型燃气轮机、以及储存控制等技术。分布式电源可以独立工作，也可以连接电网并网运行。
分布式发电有占地少、投资少、节能、建设周期短、环保等许多优点，相对于高峰期的电力负荷，分布式发电比集中发电具有更有效和经济的特点，因此分布式发电可以作为我国集中供电模式的一个有效补充。与集中式发电技术相比较，分布式发电技术具有以下优点：
（1）环境污染少。分布式电源时以天然气和生物质能等清洁能源以及水力、风力、潮汐、太阳能、地热等一些可再生能源作为发电能源，可以减少一氧化碳、二氧化碳、氮化物以及硫化物等一些有害气体的排放。同时，分布式发电所运用的电压等级比较低，传输电能时对周围产生的电磁污染相对于传统高压输电要小很多。
（2）为用户的电能质量提供有效调节手段。分布式电源一般在内部都有无功补偿和就地电压调整控制措施，保证了用户的电能质量。并且在用电高峰时候，具有冷热电联产技术的分布式发电不但能够满足供冷和供热的要求，而且也能够提供电力，用来缓解高峰用电的压力，有调峰的作用，能够保证系统良好的电能质量。
（3）延缓电网不断膨胀。随着工业以及社会的不断高速发展，电网必须不断扩大，将带来经济、环境以及土地等一系列的矛盾。充分利用电网建设周期短、投资少以及效益高的分布式发电，能够承担一定负荷增长，可以代替一定高电压大电网集中供电的远距离输电的投资，节省了输电走廊的用地，在一定的程度上缓解了集中供电模式的压力。
2、对发电计划及调度的影响
根据分布式电源的可控性可以将其分为两类：一类是发电功率不可控的，包括风力发电、小水电、光伏发电；另一类是发电功率可控的，主要指生物质能发电。可控的分布式电源最终都采用与传统火电类似的汽轮机进行发电，相比于风电、太阳能等受自然环境影响显著的分布式电源，其发电功率可调控。从调度的角度来看，可控的分布式电源可以作为负的负荷接入电网，对于发电计划及调度的影响较小。不可控的分布式电源中所包含的风力发电、小水电、光伏发电易受气象环境、水文条件等因素的影响，具有随机性、波动性、可预测性差的特点。这些分布式能源的输出功率不稳定，会增加接入电网负荷的波动性， 因此，不可控的分布式能源都存在预测精度的问题，一定程度上改变了电网的负荷特性，增加了调度的难度。
3、对电网备用容量的影响
电网中接入的分布式电源的功率波动特性与电网负荷波动特性一致时，分布式能源就具备了自然调峰的作用；反之，将会使电网的调峰问题变得更加突出。分布式电源并网后，电网的可用调峰容量减去用于平衡负荷波动的备用容量后，剩余的可用调峰容量就用于分布式电源调峰。如果整个电网用于分布式电源的备用容量有限，无法完全平衡分布式电源的功率波动时，就需要限制分布式电源的渗透率。分布式电源接人电网的波动是由风力发电、小水电、太阳能光伏发电等引起的，而风电功率、小水电功率、光伏输出功率和电流的波动对于电网完全是随机的，最严重时相当于全部分布式电源装机容量大小的功率在短时间内投入或者切出。因此，要接人大量分布式能源，必须考虑配备相应容量的备用电源，以便在输出功率波动时平衡发电与负荷需求，保证电网的安全稳定运行。
4、对系统稳定性的影响
大规模分布式电源接入电网时，对无功功率的需求是导致电网电压稳定性降低的主要原因。研究表明，风电场的有功出力使负荷特性极限功率增大，提高了静态电压稳定性；而风电场的无功需求使负荷特性的极限功率减少，降低了静态电压稳定性。小水电站的功率因数高达0．98～0．99，其不发无功或者是无功发不出的现象普通存在，且较为严重，如果系统无功电源不足将使电网处于低电压水平上的无功平衡，即靠电压降低、负荷吸收无功功率的减少来弥补无功电源的不足。目前，分布式风电场和小水电的无功仍可看作是一个正的无功负荷，当风电场和小水电的容量较大，且无功控制能力不足时，易影响电压的稳定性，严重时会造成系统电压崩溃。分布式电源的并网可能会改变配电网的功率流向和潮流分布，这是既有电网在规划和设计时未曾考虑的。因此，随着分布式电源注入功率的增加，分布式电源附近局部电网的电压和联络线功率将超出安全运行范围，影响系统的稳定性。随着分布式电源装机容量在系统中所占比例的不断增加，输出的不稳定性对电网的功率冲击效应也不断增大，对系统稳定性的影响就更加明显，严重时将使系
统失去动态稳定性，导致整个系统瓦解。
5、对电网频率的影响
在调频方面， 当不可控的分布式电源在电网装机容量中所占比例较小时，注入功率的波动对电网频率的影响甚微；但随着大量不可控的分布式电源接入电网，大规模的功率波动会给系统的调频增加难度，同样也会对分布式电源的运行状态产生影响。另外，如果分布式电源以微网或虚拟电厂的方式形成孤立电网，那么会对孤立系统的频率产生影响。
6、对电压的影响
分布式电源的接人将给配电网的安全可靠运行加入许多的扰动因素，其启停、故障必然会导致电网电压的变化。另外，分布式电源接入位置对配电网的电压也会造成影响，当分布式电源接入位置不同时，线路总的电压损耗是不同的，各节点电压也会相应变化。配电网调度人员难以监控分布式电源的投入、退出时间以及发出的有功功率与无功功率的变化，使配电线路的电压调整控制十分困难。同样，大量分布式电源接入后，由于配电网馈线上的传输功率减少，从而使沿馈线各负荷节点处的电压被抬高。如果分布式电源输出的功率大于区域的负荷需求，反向的功率会沿着馈线阻抗向电网流动，从而使原本在其阻抗上的电压降因潮流的反向而改变符号，以至于分布式电源的端电压变为电网电压加上馈线阻抗上的压降。
7、对电能质量的影响
风力发电、太阳能光伏发电输出的电能具有间歇性，会引起电压波动，通过逆变器并网的分布式电源也会向电网注入谐波电流，导致电压波形出现畸变； 同时，光伏发电输出电流的变化会引起电压闪变，易导致电压／无功调节装置的频繁动作。分布式发电对电能质量的影响程度与分布式电源的类型、控制方式、布置、所接入系统的短路容量及线路参数等因素有关。随着分布式电源容量的增
大，对电能质量的影响也会越来越大。
结语
分布式发电由于具有许多传统集中发电模式无法比拟的优点，其越来越受到人们的重视，同时分布式电源的接入，将会对地区电网产生影响。本文主要分析分布式发电对地区电网调度的影响，首先对分布式发电的概念进行了定义，然后从多个方面分析了分布式發电对地区电网调度的影响。
参考文献
[1] 丁明，王敏．分布式发电技术[J]．电力自动化设备，2004，24(7)：31-36
[2] 王士政．电网调度自动化与配网自动化技术[M]．北京：中国水利水电出版社，2006：200-203
[3] 王彤，兰森林．分布式发电对配电网的影响[J]．华东电力，2010，38(7):1035-1039