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摘要：分布式发电是指直接布置在配电网或分布在负荷附近的发电设施，经济、高效、可靠地发电。分布式发电是区别于传统集中发电、远距离传输、大互联网络的发电形式。本文介绍了分布式发电在电力系统的应用现状，阐述了分布式发电的运用对电力系统的影响及其应对策略，最后展望了分布式发电的未来研究方向，从而为分布式发电的进一步推广提供参考。
关键词：分布式发电；运用研究
中图分类号：TV文献标识码： A
前言：当前我国的供电系统是以“大机组、大电网、高电压”为主要特征的集中式单一供电系统，这种集中发电、远距离输电和大电网互联的电力系统自身存在一些弊端。近年來，分布式发电凭借其投资省、发电方式灵活、与环境兼容等优点而备受关注，它与电网联合运行可以提高系统的经济性、安全性、可靠性和灵活性，并且满足了可持续发展的要求，大大减轻了环保的压力。
1. 分布式发电在电力系统的应用现状
分布式发电（简称DG）是指直接布置在配电网或分布在负荷附近的发电设施，经济、高效、可靠地发电。分布式发电作为一种具有广阔发展空间的新型发电方式，其能源综合利用方式得到了广泛的应用。发达国家如欧洲、美国、日本等已开始研究并采用多种一次能源形式的结合，探索大电网系统和分布式发电系统相结合的供电方式，以节省电网投资、降低能耗、提高系统安全性和灵活性。欧洲提出要充分利用分布式能源、智能技术、先进电力电子技术等实现集中供电与分布式发电的高效紧密结合，并积极鼓励社会各界广泛参与电力市场，共同推进电网发展。美国电力可靠性技术协会最早提出了由分布式发电技术构成的微电网的概念，并成为众多微电网概念中最权威的一个。日本立足于国内能源日益紧缺、负荷日益增长的现实，也展开了微电网研究，但其发展目标主要定位于能源供给多样化、减少污染、满足用户的个性化电力需求等。
目前，中国的电网还主要以大机组、大电网的集中供电为主，分布式发电在我国处于刚起步阶段，但分布式发电的特点适应中国电力发展的需求与方向，在中国有着广阔的发展前景。一方面， 充分利用可再生能源发电对于中国调整能源结构、保护环境、开发西部、解决农村用能及边远地区用电、进行生态建设等均具有重要意义；另一方面，中国可再生能源总的储量丰富，发展潜力十分巨大。
2. 分布式发电的运用对电力系统的影响
2.1对配电系统稳定性的影响
分布式发电并网时，会对电网的潮流、电压和运行稳定性产生一定的影响，主要原因是原有系统中潮流的单项模式由于分布式电源的接入而发生了改变。电网潮流大小和方向的改变将直接影响电压的稳定性，甚至导致开关电容器组等电压调整设备出现异常。此外，当分布式电源中流向变电所的潮流足够大时，可能会导致周围设备过负载，从而影响到系统供电的稳定性。
2.2对电能质量的影响
分布式电源联网运行后，可能引起系统电压和频率的偏差、电压波动和闪变等问题，从而影响到系统的电能质量。
2.3对系统规划问题的影响
电力系统的负荷预测和规划问题会随着分布式电源的接入而变得更加复杂化。一方面，分布式电源分散性的特点使得系统负荷增长情况变得更加难以预测，继而影响系统的后续规划；另一方面，众多网络结构中寻找最优布置方案的问题也随着发电机节点的增多而变得更加复杂。此外，分布式能源多样化的特点也使得如何在配电网中确定合理的电源结构成为迫切需要解决的问题。
3. 分布式发电对电力系统影响的应对策略
3.1对配电系统稳定性影响的应对策略
电源的输出特性与控制方式对潮流计算的方法和收敛特性有很大影响，需要研究合适的节点类型和收敛性好的潮流计算方法；恰当的控制能使分布式电源以孤岛形式稳定运行，但必须进行合理的供电范围划分，这样可将分布式电源作为用户不中断供电的备用电源而发挥作用，提高供电可靠性。然而分布式电源以孤岛运行会产生不同步和频率偏离问题，重新联网时需要进行同步控制。
3.2对电能质量影响的应对策略
分布式电源并网运行及电力电子设备用于控制系统后带来诸如电压脉冲、涌流、电压跌落和瞬时供电中断等动态电能质量问题。目前，国内外的研究主要集中在对这些问题的检测、评价以及产生源的分析，很少提出合理的控制措施，但这些却是分布式发电并网运行必须解决的问题。因此，我们应该启动感应电机降压，与功率相匹配来消除电压闪变；同步电机需加快与电压同步；变换器通过控制注入电流改变输出，从而控制电能质量。
3.3对系统规划问题影响的应对策略
对含分布式电源的配电网进行优化规划，即在适当的位置安装恰当类型和容量的分布式电源，同时兼顾传统的电网升级或增建与分布式电源供电等多种电网扩充策略之间的优劣，尽可能使电网的运行性能达到最优。含分布式电源的配电网规划是一个电源-电网联合优化问题，从数学上看，是一个动态多目标不确定性非线性混合整数规划问题。见诸于文献的求解方法包括经典的数学优化方法、启发式算法和智能优化算法。
4. 分布式发电的未来研究方向
分布式发电作为国际上电力系统的一个前沿研究领域，其研究的重点集中在分布式发电对电力系统的影响。有鉴于此，本文从以下几个方面对分布式发电今后的研究方向做了阐述：
（1）现有分布发电技术的完善和新型技术的研发，如开发新的电解质材料和催化剂，提高燃料电池的性能、使用寿命、性能价格比等。
（2）采用新的算法（如遗传算法等）建立分布式发电的等值模型，研究分布式发电的极限功率及其对电力系统稳定的影响，研究分布式电源故障时对电网暂态的影响及相应的控制策略。
（3）以分布式发电的发电量预报为基础，从随机最优控制原理出发，结合智能控制（人工神经网络、模糊控制、遗传算法）及现代控制理论，建立分布式发电的自动发电的随机最优控制模型及电压、频率随机自适应控制模型。
（4）基于全球定位系统（GPS）技术、通讯技术、数字信号处理（DSP）技术以及电力系统的动态测量和在线监测技术，实现含有分布式发电的配电网动态监测、灵活跟踪和调度控制。
结语：
本文介绍了分布式发电技术及其在电力系统中的应用研究的新进展。总的来看，随着电力系统规模的日益扩大、用户对电能需求的日益增大，分布式发电作为一种具有竞争力的发电方式必将在现代电力系统中占有越来越重要的地位。可以预见，分布式发电将是 21 世纪电力工业发展的方向。欧美少数发达国家对分布式发电这一前沿课题已展开了深入地研究。而在我国，分布式发电技术的研究尚处于起步阶段，因此，如何缩短差距、开展课题研发是值得每一位电力科技工作者认真思考的。
参考文献：
[1] 杨文宇，杨旭英，杨俊杰.分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述[J].电网与清洁能源，2008，24(2):39-43.
[2] 梁有伟，胡志坚，陈允平.分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述[J] .电网技术，2003，27(12):71-76．
[3] 王志群，朱守真，周双喜，等.分布式发电对配电网电压分布的影响[J].电力系统自动化，2004，28(16):56 60.
作者简介
叶松，男，湖北随州人，助理工程师，本科学历，主要从事基层营抄工作。
关键词：分布式发电；运用研究
中图分类号：TV文献标识码： A
前言：当前我国的供电系统是以“大机组、大电网、高电压”为主要特征的集中式单一供电系统，这种集中发电、远距离输电和大电网互联的电力系统自身存在一些弊端。近年來，分布式发电凭借其投资省、发电方式灵活、与环境兼容等优点而备受关注，它与电网联合运行可以提高系统的经济性、安全性、可靠性和灵活性，并且满足了可持续发展的要求，大大减轻了环保的压力。
1. 分布式发电在电力系统的应用现状
分布式发电（简称DG）是指直接布置在配电网或分布在负荷附近的发电设施，经济、高效、可靠地发电。分布式发电作为一种具有广阔发展空间的新型发电方式，其能源综合利用方式得到了广泛的应用。发达国家如欧洲、美国、日本等已开始研究并采用多种一次能源形式的结合，探索大电网系统和分布式发电系统相结合的供电方式，以节省电网投资、降低能耗、提高系统安全性和灵活性。欧洲提出要充分利用分布式能源、智能技术、先进电力电子技术等实现集中供电与分布式发电的高效紧密结合，并积极鼓励社会各界广泛参与电力市场，共同推进电网发展。美国电力可靠性技术协会最早提出了由分布式发电技术构成的微电网的概念，并成为众多微电网概念中最权威的一个。日本立足于国内能源日益紧缺、负荷日益增长的现实，也展开了微电网研究，但其发展目标主要定位于能源供给多样化、减少污染、满足用户的个性化电力需求等。
目前，中国的电网还主要以大机组、大电网的集中供电为主，分布式发电在我国处于刚起步阶段，但分布式发电的特点适应中国电力发展的需求与方向，在中国有着广阔的发展前景。一方面， 充分利用可再生能源发电对于中国调整能源结构、保护环境、开发西部、解决农村用能及边远地区用电、进行生态建设等均具有重要意义；另一方面，中国可再生能源总的储量丰富，发展潜力十分巨大。
2. 分布式发电的运用对电力系统的影响
2.1对配电系统稳定性的影响
分布式发电并网时，会对电网的潮流、电压和运行稳定性产生一定的影响，主要原因是原有系统中潮流的单项模式由于分布式电源的接入而发生了改变。电网潮流大小和方向的改变将直接影响电压的稳定性，甚至导致开关电容器组等电压调整设备出现异常。此外，当分布式电源中流向变电所的潮流足够大时，可能会导致周围设备过负载，从而影响到系统供电的稳定性。
2.2对电能质量的影响
分布式电源联网运行后，可能引起系统电压和频率的偏差、电压波动和闪变等问题，从而影响到系统的电能质量。
2.3对系统规划问题的影响
电力系统的负荷预测和规划问题会随着分布式电源的接入而变得更加复杂化。一方面，分布式电源分散性的特点使得系统负荷增长情况变得更加难以预测，继而影响系统的后续规划；另一方面，众多网络结构中寻找最优布置方案的问题也随着发电机节点的增多而变得更加复杂。此外，分布式能源多样化的特点也使得如何在配电网中确定合理的电源结构成为迫切需要解决的问题。
3. 分布式发电对电力系统影响的应对策略
3.1对配电系统稳定性影响的应对策略
电源的输出特性与控制方式对潮流计算的方法和收敛特性有很大影响，需要研究合适的节点类型和收敛性好的潮流计算方法；恰当的控制能使分布式电源以孤岛形式稳定运行，但必须进行合理的供电范围划分，这样可将分布式电源作为用户不中断供电的备用电源而发挥作用，提高供电可靠性。然而分布式电源以孤岛运行会产生不同步和频率偏离问题，重新联网时需要进行同步控制。
3.2对电能质量影响的应对策略
分布式电源并网运行及电力电子设备用于控制系统后带来诸如电压脉冲、涌流、电压跌落和瞬时供电中断等动态电能质量问题。目前，国内外的研究主要集中在对这些问题的检测、评价以及产生源的分析，很少提出合理的控制措施，但这些却是分布式发电并网运行必须解决的问题。因此，我们应该启动感应电机降压，与功率相匹配来消除电压闪变；同步电机需加快与电压同步；变换器通过控制注入电流改变输出，从而控制电能质量。
3.3对系统规划问题影响的应对策略
对含分布式电源的配电网进行优化规划，即在适当的位置安装恰当类型和容量的分布式电源，同时兼顾传统的电网升级或增建与分布式电源供电等多种电网扩充策略之间的优劣，尽可能使电网的运行性能达到最优。含分布式电源的配电网规划是一个电源-电网联合优化问题，从数学上看，是一个动态多目标不确定性非线性混合整数规划问题。见诸于文献的求解方法包括经典的数学优化方法、启发式算法和智能优化算法。
4. 分布式发电的未来研究方向
分布式发电作为国际上电力系统的一个前沿研究领域，其研究的重点集中在分布式发电对电力系统的影响。有鉴于此，本文从以下几个方面对分布式发电今后的研究方向做了阐述：
（1）现有分布发电技术的完善和新型技术的研发，如开发新的电解质材料和催化剂，提高燃料电池的性能、使用寿命、性能价格比等。
（2）采用新的算法（如遗传算法等）建立分布式发电的等值模型，研究分布式发电的极限功率及其对电力系统稳定的影响，研究分布式电源故障时对电网暂态的影响及相应的控制策略。
（3）以分布式发电的发电量预报为基础，从随机最优控制原理出发，结合智能控制（人工神经网络、模糊控制、遗传算法）及现代控制理论，建立分布式发电的自动发电的随机最优控制模型及电压、频率随机自适应控制模型。
（4）基于全球定位系统（GPS）技术、通讯技术、数字信号处理（DSP）技术以及电力系统的动态测量和在线监测技术，实现含有分布式发电的配电网动态监测、灵活跟踪和调度控制。
结语：
本文介绍了分布式发电技术及其在电力系统中的应用研究的新进展。总的来看，随着电力系统规模的日益扩大、用户对电能需求的日益增大，分布式发电作为一种具有竞争力的发电方式必将在现代电力系统中占有越来越重要的地位。可以预见，分布式发电将是 21 世纪电力工业发展的方向。欧美少数发达国家对分布式发电这一前沿课题已展开了深入地研究。而在我国，分布式发电技术的研究尚处于起步阶段，因此，如何缩短差距、开展课题研发是值得每一位电力科技工作者认真思考的。
参考文献：
[1] 杨文宇，杨旭英，杨俊杰.分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述[J].电网与清洁能源，2008，24(2):39-43.
[2] 梁有伟，胡志坚，陈允平.分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述[J] .电网技术，2003，27(12):71-76．
[3] 王志群，朱守真，周双喜，等.分布式发电对配电网电压分布的影响[J].电力系统自动化，2004，28(16):56 60.
作者简介
叶松，男，湖北随州人，助理工程师，本科学历，主要从事基层营抄工作。