1、分布式電源概述

分布式直流電源裝置是指功率為數(shù)千瓦至50MW小型模塊式的、與環(huán)境兼容的獨立電源。這些電源由電力部門、電力用戶或第3方所有，用以滿足電力系統(tǒng)和用戶特定的要求。如調(diào)峰、為邊遠用戶或商業(yè)區(qū)和居民區(qū)供電，節(jié)省輸變電投資、提高供電可靠性等等。

分布式能源系統(tǒng)并不是簡單地采用傳統(tǒng)的發(fā)電技術，而是建立在自動控制系統(tǒng)、先進的材料技術、靈活的制造工藝等新技術的基礎上，具有低污染排放，靈活方便，高可靠性和高效率的新型能源生產(chǎn)系統(tǒng)。

組成分布式能源系統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)具有如下特點：

①高效地利用發(fā)電產(chǎn)生的廢能生成熱和電;

②現(xiàn)場端的可再生能源系統(tǒng);

③包括利用現(xiàn)場廢氣、廢熱及多余壓差來發(fā)電的能源循環(huán)利用系統(tǒng)。

現(xiàn)階段我國的能源方式仍以集中供能系統(tǒng)為主，分布式能源的發(fā)展并不能取代傳統(tǒng)的能源供應方式，將是集中供能系統(tǒng)的有益補充。因此，在我國可再生能源發(fā)電模式將是集中發(fā)電遠距離輸電與分布式發(fā)電相結(jié)合的方式。截至2012年底，我國已并網(wǎng)投產(chǎn)的分布式電源1.56萬個，裝機容量3436萬kW，其中分布式水電2376萬kW，世界第一;余熱、余壓、余氣資源綜合利用和生物質(zhì)發(fā)電近年來增長迅速，裝機871萬kW，分布式光伏是未來發(fā)展的重點，前景非?？捎^。

2.分布式發(fā)電接入對電網(wǎng)的影響

為了鼓勵和規(guī)范分布式電源的發(fā)展，國網(wǎng)公司企業(yè)標準《Q/GDW480-2010分布式電源接入電網(wǎng)技術規(guī)定》于2010年8月2日發(fā)布并實施。該標準適用于國家電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)域內(nèi)以同步電機、感應電機、變流器等形式接入35kV及以下電壓等級電網(wǎng)的分布式電源接入電網(wǎng)應滿足的技術要求。標準中明確了分布式電源接入系統(tǒng)的原則，規(guī)定了公共連接點處分布式電源并網(wǎng)容量限制;短路電流限制;并網(wǎng)推薦電壓等級等。且對功率控制和電壓調(diào)節(jié)也進行了規(guī)定。

為了規(guī)范分布式電源的準入條件，減小大規(guī)模分布式電源接入后對電網(wǎng)造成的沖擊，國家電網(wǎng)公司規(guī)定了分布式電源接入電網(wǎng)應遵循的基本原則：

(1)并網(wǎng)點的確定原則為電源并入電網(wǎng)后能有效輸送電力并且能確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

(2)當公共連接點處并入一個以上的電源時，應總體考慮它們的影響。分布式電源總?cè)萘吭瓌t上不宜超過上一級變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負荷的25%。

(3)分布式電源并網(wǎng)點的短路電流與分布式電源額定電流之比不宜低于10。

(4)分布式電源接入電壓等級宜按照：200kW及以下分布式電源接入380V電壓等級電網(wǎng);200kW以上分布式電源接入10kV(6kV)及以上電壓等級電網(wǎng)。經(jīng)過技術經(jīng)濟比較，分布式電源采用低一電壓等級接入優(yōu)于高一電壓等級接入時，可采用低一電壓等級接入。

分布式電源通常接入配電網(wǎng)(主要是不接地、經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，為單電源輻射型供電網(wǎng)絡)，由于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的設計并未考慮分布式電源的接入。在并入分布式電源后，網(wǎng)絡的結(jié)構發(fā)生了根本變化，將從原來的單電源輻射狀網(wǎng)絡變?yōu)殡p電源甚至多電源網(wǎng)絡。潮流不再單向地從變電站母線流向負荷。DG并網(wǎng)運行對配電網(wǎng)的影響主要有以下幾個方面：電網(wǎng)電壓及頻率;電能質(zhì)量;繼電保護裝置;配電網(wǎng)管理系統(tǒng)。

3.分布式發(fā)電對配電網(wǎng)保護的影響。

(1)對低壓電網(wǎng)原有繼電保護的影響。分布式電源接入電網(wǎng)將提供一定大小的短路電流，對低壓電網(wǎng)原有繼電保護整定有一定影響，分布式電源的接入應充分考慮公共連接點的短路容量?？紤]分布式電源提供的短路電流后，原有繼電保護原則上無需更換，一般情況下只需修改相應定值即可。如分布式電源提供的短路電流較大，可在原有繼電保護裝置上加裝方向元件即可解決誤動的問題。若由于分布式電源接入使得公共連接點允許的短路電流超過規(guī)定限值時，分布式電源需考慮增加限流阻抗。

分布式發(fā)電接入電網(wǎng)后對繼電保護產(chǎn)生的影響有如下幾個方面：改變原有繼電保護的保護范圍;原有繼電保護流過逆向短路電流時，由于無相應的方向元件，可能誤動;使得重合閘不成功;影響繼電器之間的配合關系;增加的短路電流可能超過斷路器的開斷容量，造成設備損壞

(2)對上一級電網(wǎng)繼電保護的影響。為防止逆流對上一級電網(wǎng)產(chǎn)生較大的影響，導致上一級電網(wǎng)需要在繼電保護設置等方面做出大范圍的調(diào)整，分布式電源所產(chǎn)生的電力電量盡量在本級配電區(qū)域內(nèi)平衡，為次國網(wǎng)公司特別規(guī)定了分布式電源總?cè)萘吭瓌t上不宜超過上一級變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負荷的25%，避免了分布式電源向上一級電網(wǎng)倒送電力。該限值的取值主要根據(jù)區(qū)域內(nèi)負荷峰谷差估算分布式電源所產(chǎn)生的電力能在本供電區(qū)域內(nèi)全部平衡掉，從而保證了分布式電源的輸出不會對上一級電網(wǎng)運行造成大的影響。

(3)分布式電源自身須配置繼電保護裝置。分布式電源應配置繼電保護和安全自動裝置，保護功能主要針對電網(wǎng)安全運行對電源提出保護設置要求確定，包括低壓和過壓、低頻和過頻、過流、短路和缺相、防孤島和恢復并網(wǎng)保護。分布式電源不能反向影響電網(wǎng)的安全，電源保護裝置的設置必須與電網(wǎng)側(cè)線路保護設置相配合，以達到安全保護的效果。

4、智能電網(wǎng)中的分布式電源

智能電網(wǎng)的核心在于構建具備智能判斷與自適應調(diào)節(jié)能力的多種能源統(tǒng)一入網(wǎng)和分布式管理的智能化網(wǎng)絡系統(tǒng)，可對電網(wǎng)與用戶用電信息進行實時監(jiān)控和采集，且采用最經(jīng)濟與最安全的輸配電方式將電能輸送給終端用戶，實現(xiàn)對電能的最優(yōu)配置與利用，提高電網(wǎng)運營的可靠性和能源利用效率。

分布式電源(DER)的種類很多，包括小水電、風力發(fā)電、光伏電源、燃料電池和儲能裝置(如飛輪、超級電容器、超導磁能存儲、液流電池和鈉硫蓄電池等)。

一般來說，其容量從1kW到10MW。配電網(wǎng)中的DER由于靠近負荷中心，降低了對電網(wǎng)擴展的需要，并提高了供電可靠性，因此得到廣泛采用。特別是有助于減輕溫室效應的分布式可再生能源，在許多國家政府政策上的大力支持下，迅速增長。目前，在北歐的幾個國家，DER已擁有30%以上的發(fā)電量分額。在美國DER目前只占總?cè)萘康?%，而預期到2020年時這一份額將達25%。

大量的分布式電源并于中壓或低壓配電網(wǎng)上運行，徹底改變了傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)單向潮流的特點，要求系統(tǒng)使用新的保護方案、電壓控制和儀表來滿足雙向潮流的需要。然而，通過高級的自動化系統(tǒng)把這些分布式電源無縫集成到電網(wǎng)中來并協(xié)調(diào)運行，將可帶來巨大的效益。除了節(jié)省對輸電網(wǎng)的投資外，它可提高全系統(tǒng)的可靠性和效率，提供對電網(wǎng)的緊急功率和峰荷電力支持，及其他一些輔助服務功能，如無功支持、電能質(zhì)量改善等;同時，它也為系統(tǒng)運行提供了巨大的靈活性。如在風暴和冰雪天氣下，當大電網(wǎng)遭到嚴重破壞時，這些分布式電源可自行形成孤島或微網(wǎng)向醫(yī)院、交通樞紐和廣播電視等重要用戶提供應急供電。

5、分布式電源推動智能電網(wǎng)的建設

智能配電及分布式電源接入是堅強智能電網(wǎng)發(fā)展中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。但是，風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、電動汽車充換電站、儲能設備及微網(wǎng)等新型電源及負荷直接接入配電網(wǎng)，給配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來了新的技術問題和挑戰(zhàn)。因此，配電網(wǎng)急需發(fā)展新的技術和工具，增加配電網(wǎng)的可靠性、靈活性及效率。從我們此次收到的論文來看，目前，各國都在積極開展許多相關研究，開發(fā)實用有效的技術解決方法，從而應對新的挑戰(zhàn)。

世界各國已經(jīng)取得了很大的成績，包括智能配電與分布式電源接入的新技術標準與規(guī)范獲得發(fā)展，建成多個智能配電與分布式電源接入工程示范項目，研發(fā)了新的管理和控制系統(tǒng)。

今后，我們將進一步發(fā)展和完善新的智能配電網(wǎng)技術標準規(guī)范，發(fā)展新的規(guī)劃和運行工具及系統(tǒng)，在配電網(wǎng)中擴展和推廣應用示范工程成果，開拓新的領域，加強國際間的交流，互相學習成功經(jīng)驗，以適應堅強智能電網(wǎng)發(fā)展的需要。

分布式能源系統(tǒng)與智能電網(wǎng)的打造密切相關，主電網(wǎng)負荷較大，調(diào)配并網(wǎng)后的分布式發(fā)電站，能夠靈活穩(wěn)定滿足附近用戶需求，在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)電力的“自產(chǎn)自銷”，直破用電之“渴”。

6、小結(jié)

在今年8月份，南方電網(wǎng)公司繼財政部、國家發(fā)改委先后發(fā)布分布式發(fā)電新政策之后，正式出臺了《關于進一步支持光伏等新能源發(fā)展的指導意見》，從并網(wǎng)、購售電、并網(wǎng)調(diào)度管理等方面支持新能源的有序協(xié)調(diào)發(fā)展。同時，為支持分布式電源并網(wǎng)，國家電網(wǎng)公司已不再局限于為分布式電源提供接入電網(wǎng)的技術咨詢、工程驗收調(diào)試等全過程服務，還開始注重加強配網(wǎng)建設，以支撐大量分布式電源的接入。兩大電網(wǎng)企業(yè)是國家推動分布式電源發(fā)展政策的具體執(zhí)行者，因此兩大電網(wǎng)的一系列舉措無疑將為分布式電源并網(wǎng)注入最直接的推動力。

兩大電網(wǎng)不斷加碼“分布式電源”，足以顯示分布式電源對電網(wǎng)電力輸送的重要性，如今，分布式電源的接入正在不斷支持智能電網(wǎng)的建設，未來，智能電網(wǎng)與分布式電源的關系將會更加密切。