分布式电源并网研究综述

[摘要]近年来，分布式电源发展迅猛，日益普遍地与大电网联合运行，给现代电力系统运行与控制带来巨大的变化。简要介绍分布式发电的概念及其并网研究进展情况，并提出下一步研究方向。

[关键词]分布式电源　并网　低频振荡

中图分类号；TM1　文献标识码：A　文章编号：1 671—7597(2009)1010040—01

一、前言

分布式电源(system；distributed generation resources，简称DGRs)是一种与传统供电模式完全不同的新型供电系统，为满足特定用户需要或支持现有配电网的经济运行，以分散方式布置在用户附近、发电功率为几千瓦到五十兆瓦的小型模块式、与环境兼容的独立电源；它通常位于用户附近，包括生物能发电、燃气轮机、太阳能发电和光伏电池、燃料电池、风能发电、微型燃气轮机、内燃机，以及存储控制的技术。分布式能源可以连接电网，也可以独立工作。

目前，大电网与分布式发电相结合被世界许多能源、电力专家公认为是能够节省投资、降低能耗、提高电力系统可靠性和灵活性的主要方式，是21世纪电力工业的发展方向。近年来，对新型分布式发电技术的研究取得了突破性的进展，分布式发电有望在电能生产中占有越来越大的比重，并对电力系统产生重大的影响。

二、并网研究进展情况

近年来，分布式电源快速发展，应用越来越多，在带来巨大节能效果的同时，也出现了许多不良的现象，其中最突出的是分布式电源并网所引起的相关问题。主要问题如下：

1，由于接入位置、容量和控制的不合理，分布式电源的引入，常使配电线路上的负荷潮流变化较大，增加了配电网潮流的不确定性。

2，加大了规划区电力负荷的预测难度：由于分布式电源输出电能有明显的随机特性，使变电站的选址、配电网络的接线和投资建设等规划工作更加复杂和不确定。

3，大量电力电子器件的使用给系统带来大量谐波，谐波的幅度和阶次受到发电方式以及转换器工作模式的影响，同时对电压的稳定性和电压的波形都产生不同程度的影响。

4，由于分布式电源规划布局不合理，中、低压供电线路长、覆盖面广，线路及产品和设备陈旧、老化，并网电量计量方式不当，装置配置不合理，管理、监督不利，易造成运行中损耗较大、经济效益低。

5，分布式电源的接入使潮流不再单向地从变电站母线流向用户负荷，以至配电网各种保护定值与机理发生了深刻变化，可能导致保护装置的灵敏度降低，严重时甚至拒动，也可能导致保护装置误动作，以及相邻线路的瞬时速断保护装置误动作，失去选择性。

6，分布式电源布点多、分布广使部分通讯联系薄弱，不易采集分布式发电过程中产生的实时电流、电压、有功、无功功率等信息，不利于调度员的正确决策，调度命令难以及时到达，监控难度较大，易造成无序发电，难以发挥相应资源优势和带动地方经济增长，甚至会增加电网压力和发电行业整体成本。

7，与配电网系统保护设备配合不好时，分布式电源可能使相连接的系统保护设备误动作；分布式电源安装地点不适当、容量和连接方式也会降低配电网可靠性；配电网故障时，短路瞬间会有DG电流注入电网，导致断路器的开断能力不足而不能有效切除故障，使故障扩大危及整个系统的安全运行。

8，不同类型的分布式电源并网会对配电网的静态稳定性产生不同程度的影响。对于采用异步发电机接口的分布式电源，并网时对系统静态电压稳定性具有负面影响，并网位置离系统最薄弱支路越远，负面影响就越小；对于采用无励磁调节的同步发电机接口的分布式电源和采用具有功率控制单元的变换器作为接口的分布式电源，并网时能改善系统的静态电压稳定性，并网位置越靠近系统最薄弱支路，则改善系统静态电压稳定性的程度越显著。

三、研究方向

针对国内外在分布式电源并网研究方面的不足，认为以下几个方面应作进一步研究。

1，并网对低频振荡的影响研究。选择一种或两种较为成熟的分布式电源，分析其模型和所需参数；选择一典型的低频振荡系统模型，建立接入和不接入分布式电源时的数学模型。分析在这两种情况下出现低频振荡现象的差异。

2，并网后控制策略的选取对低频振荡的影响研究。选择不同的分布式电源接入后的控制策略，对不同策略下引起的低频振荡进行分析，根据结果，选取较好的控制策略。

四、结语

随着电力系统的发展，大电网互联已成为必然的趋势。跨区域、远距离、大容量的功率交换将成为必然。由电网互联运行派生的一系列小扰动问题直接影响系统的安全与稳定，其中最为典型的就是低频振荡问题。分布式发电因其投资省、发电方式灵活、与环境兼容等特点，日益普遍地与大电网联合运行，给现代电力系统运行与控制带来巨大的变化。但其并网运行会带来许多问题，其中低频振荡是不容忽视的问题。因此，如何有效的抑制分布式电源并网引起的低频振荡对电网的安全有重要的意义。

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