电力科技 分布式发电对配电网规划的影响研究 张蓝天 （广东电网茂名信宜供电局。广东信宜５２５３００） 【摘要】分布式发电技术是一种新型的发电技术，具有节能 ２．３分布式发电对系统潮流的影响 性、环保性、高效性以及经济性的优点，分布式发电技术弥补了传 统大规模集发电的缺点，在保护环境，实现国家能源战略以及提高 电力系统的稳定性和安全性具有重要意义。近年来，分布式发电得 到了广泛的使用，分布式电源在接入配网以后，对配电网的节点电 目前而言，配电系统一般都是辐射状、单向潮流的结构，分布 式发电在电力系统中的使用，改变了配电网线路中的有功功率和无 功功率，因此，配电网中的线路潮流的方向和大小也随之发生的变 化。分布式发电安装的位置和容量不同，可能会出现分布式发电的 压和线路潮流等都会产生影响。本文就分布式发电线管概念进行阐 述，分析了分布式发电对电力系统的影响。 【关键词Ｊ分布式发电；配电网规划；影响 引言 近年来，随着经济的发展，常规的能源在不断的衰竭，环境污 染也日益恶化，分布式发电作为一种节能环保的发电技术受到越来 越多人的关注。传统的集中式发电技术具有耗能高、污染严重、安 全性能差，不可靠的缺点，分布式发电技术的运用，恰好弥补了集 中式发电技术的不足，因此，加强对分布式发电对配网规划的影响 研究具有重要意义。 １对分布式发电概念的分析 分布式发电（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＤＧ）是相对传统的集中 式发电而提出来的，分布式发电本身并不是一种发电方式，过去在 一些重要的场所，会备份一些小型的发电机作为应急使用。就目前 来说，对分布式发电还没有统一的概念，对其定义主要有两种。一 种定义认为分布式发电是包含风能、太阳能以及蓄能技术等，任何 一种安装在用户附近的发电设备，这种定义是不考虑发电的形式和 规模的定义。还有一种定义认为分布式发电是满足和支持现有配网 的经济要求的发电技术，或者是满足特定用户需求的供电设备，可 以安装在用户现场和用户附近，和环境兼容的发电机组。总的来说， 分布式发电技术要求满足特定用户的需求，可以向配电系统输出功 率，其电容量不大，可以直接接入配电网运行，具有能源利用率高， 不接受直接调度的特点。 ２分析分布式发电对电力系统的影响 随着分布式发电技术的成熟，其成本也在逐渐的降低，分布式 发电技术在电力系统中得到了广泛的使用，同时，也给电力系统造 成了诸多的影响。 ２．１分布式发电对配电网电压的影响 分布式发电接入配电网以后，一般都会抬高配电系统电压的水 平，对电压的分布和电压的波动产生影响。分布式发电对电压分布 的影响主要是由分布式发电接入配电网的位置和容量而决定的。相 关研究表明，同一分布式发电接入配网中的不同位置，其电压的分 布差异的相当大的，当分布式发电接入的位置越靠近配电网的前端， 对电压的影响就会越来越小，反之则影响越大。负荷的随机变化会 造成配电网系统电压的波动，不同类型的分散式发电接入配电网以 后，其输出的功率也是不一样的，因此，也会引起电压的波动。如 果这两方面的电压波动的方向不一致，就会加剧配电网的电压波动， 如果两者电压波动的方向一致，就会减小配电网电压的波动。但对 于风力发电和太阳能发电来说，由于受到环境和天气的影响比较大， 没有办法控制其功率的输出，因此，会加剧电压的波动。 ２．２分布式发电对电能质量的影响 分布式发电除了对上述的电压分布和电压波动产生影响以外， 对电压的闪变和对电压的谐波也会产生影响。大型分布式发电系统 的开启和停止、分布式发电设备输出功率的变化、分布式发电的反 馈环节电压控制的设备和分布式发电的相互影响等，都有可能导致 配电网的电压发生变化。同时，分布式发电的电能，大多是通过电 力电子装置处理后再接入配电网中的，在处理的过程中，会造成大 量的谐波污染。 输出功率大于节点负荷的情况，从而出现反潮流的情况。对于风能 和太阳能发电来说，受到天气因素的影响比较大，在分布式发电接 入电力系统以后，对潮流的方向以及大小是无法预测的。 ２．４分布式发电对网损的影响 分布式发电会改变配电系统中的潮流，潮流的变化也会影响到 网损的变化。分布式发电的运行方式、安装的容量以及安装的位置 都会对网损产生影响。如果接入的分布式发电的节点的分布式输出 小于该节点的负荷，这时配电网的网损就会减小；如果接入分布式 发电的节点中，有一个节点的分布式发电输出功率大于该节点的负 荷，同时，所有的分布式发电节点小于配电网的总负荷，就会导致 配电网中部分线路网损升高，配网系统的整体网损降低；如果接入 的分布式发电节点中有一个节点的分布式发电输出大于该节点的负 荷，并且满足所有的分布式发电的总输出负荷的两倍，这个时候配 网总系统的网损就会升高。 ２．５分布式发电对系统可靠性的影响 分布式发电对配电网系统可靠性的影响，主要表现在分布式发 电的类型、分布式发电的安装位置、安装容量以及分布式发电的运 行方式上。在使用分布式发电技术的过程中，正确的选择分配式发 电的类型，合理的分布和控制好安装容量，可以提高配电网系统的 稳定性。分布式发电接入配电网系统以后，会分担配电网系统中的 部分负荷，提高配电网供电的裕度，对电压进行合理的调节可以减 缓配电网中电压的暂降，对配电网系统的电压具有支撑的作用。在 大电网发生故障的时候，可以形成孤岛运行，为用户继续提供供电， 从而有效的提高配电网系统的可靠性。 ３分布式发电对配电网规划的影响 分布式发电在配网系统中的使用，增加了负荷预测的难度，负 荷预测是以配电网的规划为基础的，分布式发电接入以后，给负荷 的预测增加了诸多不确定的因素。同时，也增加了规划问题的求解 难度，配网规划问题的求解，在数学上表现的是对问题进行优化， 其求解的难度和复杂程度和维数有着密切的联系。分布式发电的使 用，增加了配网中的节点数，也就致使问题复杂化，增加了解决问 题的难度。分布式发电在配网中的运用，在一定程度上减缓了配电 网的投资。用户在自发式发电不够用的情况下，才会从配电网购电 使用。原本的配电网是刚好能够基本满足该区域的用户用电的，但 是分布发电的接入，就会使得配电网的原始设备处于待机状况，因 此，也就降低了配电网设备的利用率，对应的，也就影响了供电企 业的利益。 ４分布式发电配电网规划函数分析 分布式发电的投资成本主要分为设备投资成本和安装成本。其 投资成本的目标函数为： ｍｌｎ ＝ｍｉｎ《∑《￡ ＋ｅ ）ｐ ） ｉ－１ 网损的目标函数为： 其中，ｎＤＣ为节点总数，Ｐｉ为第一个ｉ个节点上分布式发电的 容量，ｃｉ１是第一个ｉ节点所安装分布式发电单位容量的综合成本， （下转第３７３） ２０１４ １２ Ｉ ３６１ ｌ 机械与设备 ４索拉燃气轮机进气蒸发冷却自动系统部件设计选用 气机叶片表面受水侵蚀。除水板设计的除水效率在实际风速下对 ４．１湿帘规格尺寸设计选用 １００Ｐｍ及其以上应达９９．９％，所增加的空气阻力小于８０Ｐａ。一般选 湿帘选用应考虑减少湿帘后飞水的可能性，根据索拉机组空气 用百叶式结构的除水板。 管道的迎面风速确定湿帘的高度和宽度。湿帘的厚度与湿帘的蒸发 ５全年预期效益分析 冷却效率成正比，与空气的阻力成反比，根据湿帘厂家提供的蒸发 ５．１经济效益分析 冷却效率曲线，选择湿帘的厚度，满足蒸发冷却效率和空气阻力。 环境温度每降低１℃，单台索拉机组的出力增加６５—１１７ｋｗ 新 ４．２冷却水介质的选用 疆塔河油田全年８７６０小时，温度在３Ｏ℃的小时数约为４０００。以环 新疆塔河油田的自来水为盐碱水，经供水站处理后到用户的水 境温度降低５℃，索拉机组增加出力５００ｋｗ算，单台机组１年可以多 质化验报告为：ＰＨ值：７．８（偏碱性）；硬度：４８ｍｇ／Ｌ；氯化物：１１５ 发２００万ｋｗｈ的电量，以塔河油田外购电价为１度电Ｏ．５元算，３ ｍｇ／Ｌ；硫酸盐：１２２ ｍｇ／Ｌ。 台索拉机组１年带来的经济效益为３００万元。 从水质化验报告可以看出： ５．２环境效益分析 （１）如果用塔河油田的自来水作冷却介质，由于水质偏碱性， 进气空气湿度的增加，可以较大幅度地降低ＮＯ 的排放。 会腐蚀机组部件，影响机组寿命。 ６结论 （２）对于蒸发冷却系统而言，由于水的不断蒸发，溶于水的矿 本套索拉燃气轮机的进口空气冷却系统简单经济，易于改造， 物质会析出并沉积在湿帘、除水板表面形成水垢，影响湿帘的蒸发 便于维护，能有效的实现节能减排，提高天然气热值的利用率，同 效率和使用寿命，另外增加了空气阻力，反而影响机组出力；如果 时还能降低ＮＯ 的排放。 矿物质沉积到机组部件上，会腐蚀机组部件，影响机组出力。 参考文献： 因此，不能用自来水作为冷却介质，必须对自来水进行软化脱 『１］Ｋｌａｕｓ Ｂｒｕｎ Ｋａｉｎｅｒ Ｋｕｒｚ．《燃气轮机理论入门基本概念综述》． 盐等处理。本单位有一套对自来水的除氧和软化处理系统，但处理 ［２］涂恩霁，李卓，高南兴．燃气轮机进气喷雾冷却的理论和实践卟燃气 后的水ＰＨ值偏碱性，干燥后仍然有大量的盐碱结晶。为了将冷却介 轮机发电技术，２ｏｌｏ（１ｏ）． 质对机组腐蚀降到最低，本文选择用蒸馏水作为冷却介质。 作者简介： ４．３除水板的设计选用 姓名：蒲军，年龄：３２岁，学历：大学本科，职称：工程师，工作 除水板的作用是防止 湿帘损坏产生飞水，空气带水会造成压 单位：中石化西北油田分公司。 （上接第３６１页） …欧阳武．含分布式发电的配电网规划研究【Ｄ］．上海交通大学，２００９． Ｃｉ２为第ｉ个节点所安装ＤＧ的安装成本；Ｐｌｏｓｓｉ是第ｉ条支路 ［２］刘磊，江辉，彭建春分布式发电对配电网网损和电压分布的影响田． 的网损。 计算机仿真，２０１０（０４）． ５总结 ［３］丁思敏．分布式发电对配电网电压稳定性影响的研究【Ｄ】．南京理工 总而言之，分布式发电会随着自身技术的成熟在电力系统中广 大学，２０１０． 泛的使用，而大量的分布式发电的接入，给配电网系统带来了新的 【４］李瑞文．含分布式发电的配电网规划研究【Ｄ】．西安理工大学，２０１０． 挑战，对配电网的节点电压、线路潮流、电能质量、网损以及系统 【５］王玉龙．基于改进文化算法的含分布式发电配电网规划［Ｄ】．华北电 的可靠性和安全性都带来的影响。因此，科学的对分布式电压接入 力大学，２０１２． 配电网以后产生的影响，合理的对分布式发电在配电网中的规划具 ［６］李晓明，刘淑琼．分布式发电对配电网的影响及对策Ⅱ】．高科技与产 有重要的意义。 业化．２００９（１１）． 参考文献： （上接第３６４页） 转移误差法就是把工艺系统当中的受力变形、热变形、几何误 直接降低误差法是分析造成加工精度误差的原因，对其进行直 差等，转移至不会对加工精度带来影响的部分去。比如说，有分度 接消除或者降低。比如，对于细长轴的车削而言，在受到热源或者 的多工位加工工序，或者使用转为刀架进行加工的工序，其分度、 受力的影响下，工件会发生弯曲、变形，因此在了解其产生误差原 转位误差对零件的加工精度具有直接影响，如果把刀具进行垂直安 因的基础上，采用反向切削法，辅之以弹簧后顶尖，消除热伸长的 装，就会把刀架转位时的定位误差转移到零件加工的不敏感部位， 危害。 从而减少误差，提高加工的准确度。 ２．２就地加工法 ３结语 就地加工法是指把机床零件先安装到工作位置上，然后再进行 机械加工过程中，存在加工误差是在所难免的。因此，只有对 精加工，降低加工误差，提高２ｎ－ｖ精度。比如，把龙门刨、牛头剖 误差产生的原因进行具体分析，采取有针对性的策略，尽最大可能 的工作台面安装在机床上，然后进行精加工，从而更好地保证横梁、 减少加工误差，才能有效提高机械加工精度，将零件的误差控制在 滑枕的平行。在机床上，将卡盘的平面垂直度进行修正处理。 规定范围内，从而提高零件的生产质量，提高机械产品的使用寿命。 ２．３平均原始误差法 参考文献： 要想提高毛坯加工精度，需要有很大的精力。采取便捷的方法， ［１】雷长贵，李冠效．机械加工精度的影响因素及提高措施Ⅱ】．科技传 将毛坯按照尺寸的大小，分为ｎ组，因此毛坯的误差在原来基础上 播．２０１４（８）． 变缩小了１／ｎ；再按照各组的平均尺寸，将工件和刀具的位置进行 【２］于阳．机械加工精度的影响因素及提高加工精度的途径Ⅱ］．现代制 合理调整，也可以对定位元件进行调整，从而缩小工件的尺寸范围。 造技术与装备．２０１４（１５）． ２．４补偿误差法 【３】关宏铎．浅析机械加工精度的影响因素和提高措施盯】．科技创新与 补偿误差法是在在原有误差的基础上，人为制造出新的误差， 应用．２０１２，８（８）． 从而和工艺系统当中原有的误差相抵消，降低加工误差，从而使加 ｆ４］杜新峰，张延萍．浅析机械加工精度的影响因素及其控制措施Ⅱ］ 工精度得到进一步提高。 科技创新与应用．２ｏ１３（８）． ２．５转移误差法 ２０１４．３２ Ｉ ３７３