王 勉

（军事科学院国防工程研究院，湖北 武汉 430010）

0 引 言

分布式电源在大多数情况下的发电功率都比较小，介于几千万到几十兆瓦之间。由于其具备较大的延展性，非常适合当前的使用环境，可以满足部分终端用户的实际需求。同时分布式电源可以分为内燃机发电电源、热电冷联发电电源以及燃料电池电源等，并且根据所用资源的不同可以划分为风能、水能以及不可再生能源等［1］。

1 智能电网建设与分布式电源概述

社会经济的快速发展推动了电力行业发展，为了有效应对发展过程中出现的挑战，需要不断提高电网体系人员利用率，应用先进技术提升整个电网的安全性和经济性。结合先进的测量技术、传感技术以及智能化控制技术，在很大程度上降低生产成本，保证企业效益［2］。主动配电网的三大要素和相互关系如图1所示。

2 分布式电源建设中存在的问题

大力推动智能电网建设的主要目的是解决当前因距离和环境等诸多因素造成的供电困难问题。分布式电源规划与智能电网的整体规划存在不一致性，会导致脱离智能电网供电系统而独立存在的情况。在实际规划建设过程中仍然有一些问题有待解决，例如与电网的建设整体规划存在差距甚至脱离电网系统而独立存在、在规划建设上不能够跟上智能电网的发展速度、可靠性和稳定性有待提升、预计建设工期与实际工期不相符以及在建设过程中出现同类型的电网过多导致资金浪费等［3］。分布式电源与微网工作原理见图2。

图2 分布式电源与微网工作原理

3 分布式电源在智能电网中的应用

首先，将其合理应用于智能电网可以有效保证供电系统运行的稳定性和可靠性。在日常生活和工作中，停电事故是不可避免会发生的。但是由于分布式电源在设计上存在一定的特殊性，因此在生活中由于某些原因导致大面积停电，电网实际运行也不会受到明显影响，仍然可以为广大用户提供稳定的电能，满足人们的日常所需［4］。

其次，受成本和自然环境等因素的影响，我国部分偏远地区电力供应难以实现100%的全覆盖。目前火力发电仍然占据主流地位，但采用燃煤发电造成的环境污染等问题尤为突出。若采用传统传输方式，距离过远时不可避免地会损耗掉一部分电能。而分布式电源在夏季制冷与冬季取暖用电高峰期可以实现对电力的自动调节，更好地分配电能，实现对资源的优化配置。

4 分布式电源对配电网实际运行的影响

4.1 对电能质量的影响

从积极方面来看，分布式电源能够更加快速地提供电能，具备极高的灵活性，可以根据需求采取就地供电的方式，在一定程度上具备较好的可靠性，同时也能够有效保证供电质量。但是其缺点也很明显，不规则起停极易导致传输功率出现波动，如果出现了不协调现象，那么就会引发电压闪变［5］。此外，由于大量电力电子装置在并网时被应用到系统中，如果再进行操作，那么就很容易造成对电网的谐波污染。

4.2 对电压的影响

由于传统配电网大多采用由中心向四周分散形态的供电方式，因此在稳定运行的情况下电压会沿着馈线方向逐渐降低。但是在接入分布式电源后，其位置和总量的大小直接决定了各负荷点电压被抬升的高度，也会对配电系统电压波动造成严重影响［6］。在传统配电网中，系统电压波动主要是有功损耗和无功损耗随时间的变化而引起的。因此在分布式电源安装的地方，可以在其周围安装配电电容器，以此实现调压的目的。

4.3 对系统保护所造成的影响

由于传统辐射状配电网的潮流流向存在单向性，并且配电网上大多数故障几乎都是瞬时产生，因此在保护设计上主要是根据断开故障支路和对瞬时故障进行重合闸而进行的。通常情况下是在变电站处安装反向过流继电器，在主馈线装自动合闸，在支路上安装熔断器。由于接入分布式电源以后要求保护设备应当具备方向性，而传统装置并不具备这样的条件，因此必须采用方向性敏感元件替代上述两项装置，但这样在经济上就显得有些不划算。

4.4 对损耗的影响

整个配电系统功率流向会随着负荷附近接入分布式电源系统发生变化。在系统中，假如每个节点负荷量大于或等于分布式电源输出量，那么就可以起到降低电网损耗的作用，反之就会增加损耗。

5 在智能电网应用中的合理规划

分布式电源具有诸多优点，在智能电网建设过程中对其进行合理规划是非常重要的。只有合理选择其位置和容量，才能有效提高对能源的利用效率，分布式电源在接入电网后所带来的消极影响。

5.1 根据实际情况确定分布式电源点

由于可以对不同类型的可再生和非可再生能源进行应用，同时考虑到不同地区资源的分布不平衡，因此在选择分布式电源时需要结合当地实际情况，才能实现对各项资源的充分利用［7］。比如太阳能随处可见，但是我国幅员辽阔，不同区域和区域分布的总量也是完全不同的，比如在四川盆地，由于云层较多因此太阳能资源较为匮乏；但是在青藏高原等地区云层稀薄，具备有极为丰富的太阳能资源。除此以外，风能资源的分布也存在较大的差异。例如新疆和内蒙等区域以及东南沿海广州、福建和海南，储备上相对比较丰富，可利用率也比较高。但由于各地区不同时段风速分布也存在较大差异，因此在实际应用上也存在较为明显的区别［8］。

5.2 选址应考虑多方面内容

由于不同的规划目标所考虑到的相关因素也存在较大的差异，因此在地址的选择上也需要进行详细考虑。除此以外，还需要考虑安全性和稳定性，并对成本和收益情况进行详细的分析。比如在成本上，需要详细了解设备、机械以及运输等涉及的相关费用。此外还需要详细分析在发电过后产生的收益问题，例如电价优惠政策、降低收购电成本带来的收益以及减少电网损耗所产生的收益等。此外还需要对所建设的环境进行详细评估，综合考虑地理环境、气候状况以及地形地质等诸多因素，要针对所在区域的独特环境选择最为合适的电源类型，才能产生更多的经济收益，减少不必要的损失。

一般情况下，分布式电源接入电力系统的方式主要有异步机、同步机以及换流器（AC/DC、AC/AC）这3种类型。在具体潮流计算过程中，可将其当做PV或是PQ的节点进行处理［9］。分布式电源的接入位置、网络拓扑结构以及负荷量的相对大小在一定程度上都会对配电网中线路潮流的大小、方向以及系统的整体损耗产生直接影响。当分布式电源安装至配电网的末端后，流过线路的有功功率和无功功率都会或多或少降低。如果直接将分布式电源安装在变电站的节点上，则无法实现线路负载能力的改变与优化，只能改变电源总容量［10］。

如果定义ΔP=PLi-PDGi，PDGi为节点DG额定安装总量，那么实际的配电网和负荷之间的有功功率流动包含以下3种情况。

（1）ΔP＞0，配电网直接向节点处输送了有功功率ΔP。

（2）ΔP=0，没有任何功率的流动。

（3）ΔP＜0，节点向配电网处输送了有功功率。

假设分布式电源位于负荷节点上，将其当作具有恒定功率因数的PQ节点，结合分布式电源的具体特征，基于支路电流应用前推回代法计算功率。

6 结 论

综上所述，科技的不断进步也促进了电力行业的快速发展，如今智能电网与分布式电源早已是相辅相成。智能电网为分布式电源的发展提供了坚实可靠的保障，同时分布式电源也为智能电网的稳定安全运行提供了技术支撑。分布式电源具备较高的灵活性与稳定性，已经成为当前电网建设的重要组成部分之一。因此，对其进行合理科学的规划，可以促进社会经济的发展，为人们提供稳定的电能。