分布式发电及并网技术研究综述
法晓
（青岛理工大学自动化学院，143085210509）
ABSTRACT: Distributed generation investment, flexible generating method, and environmental compatibility and large power grid increasingly join to, have brought about great changes in modern power system operation and control. It can not only meet the specific requirements o and users, such as peak; also can reliability status
of distributed generation in the research of power system, and discusses the future research direction of distributed generation
KEY WORDS:Distributed generation; distribution network; stability control; relay protection; power quality; power market; stochastic optimal control; power system
摘要
分布式发电以其投资省、发电方式灵活、与环境兼容等特点与大电网日益联合运行，给现代电力系统运行与控制带来巨大的变化。它既可以满足电力系统和用户的特定要求，如削峰；又可以提供传统的电力系统无可比拟的可靠性和和经济性。因此，研究分布式发电具有重要的理论意义和重大的应用价值。文章简要介绍了新型分布式发电技术，综述了分布式发电在电力系统的应用研究现状，并探讨了分布式发电的未来研究方向
关键词：分布式发电；配电网；稳定控制；继电保护；电能质量；电力市场；随机最优控制；电力系统
1引言
20实际80年代末，美国以及欧洲纷纷开始分布式发电，全球供电模式开始由集中供电转向分布式供电，根据国际供电会议组织（CIRED）于1999年发布的分布式发电调研报告，当时丹麦，荷兰两分布式发电装机容量占到了总装机容量的28%，波兰，比利时，英国，西班牙等国分布式发电的比重都在8%以上。2000年全球新增的装机容量中，分布式发电的比例占到了10%以上；
分布式发电具有投资少，占地少，建设周期短，环保，节能等特点，对于高峰期电力负荷比集中供电更加经济，有效，分布式供电可作为我国集中式供电的有益补充，作为备用电源分布式发电可为高峰负荷提供电力。提高供电的可靠性，为本地节省建设投资，促进电力能源可持续发展。
分布式发电的应用与能源，技术发展，环保和电力市场放开等都有关系，其并网应用对传统的电力系统分析，控制与保护影响深远，进一步可能引发电力市场电价及用户侧管理方面的变革。
本文在简要介绍分布式发电电源及其并网技术的应用前景的基础上，主要介绍分布式电源的特点，最新的发展成果及研究成果。含分布式电源的系统规划与设计及其最优化，含分布式电源的系统分析，运行与控制，紧急控制与继电保护等方面。
2分布式发电技术
2.1 分布式电源
分布式发电（Distributed Generation，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、可靠地发电分布式电源（Distributed Generating Source，DGS）包括功率较小内燃机（Internal Combustion Engines）、微型燃气轮机（ Micro-turbines）、燃料电池（Fuel Cell）、可再生能源如太阳能发电的光伏电池（Photovoltaic Cell）和风力发电等
2．2 微型燃气轮机技术
微型燃气轮机是以天然气、甲烷、汽油、柴油为燃料的超小型气轮机。其发电效率可达 30%，如实行热电联产，效率可提高到 75%。微型燃气轮机的特点是体积小、质量轻、发电效率高、污染小、运行维护简单。它是目前最成熟、最具有商业竞争力的分布式发电电源。
2．3 燃料电池技术
燃料电池的工作原理是富含氢的燃料（如天然气、甲醇）与空气中的氧气结合生成水，氢氧离子的定向移动在外电路形成电流，类似于电解水的逆过程。它并不燃烧燃料，而是通过电化学的过程将燃料的化学能转化为电能。通常，燃料电池发电厂主要由三部分组成：燃料处理部分、电池反应堆部分、电力电子换流控制部分。
目前已研究开发了五种燃料电池：聚合电解质膜电池（PEM）、碱性燃料电池（AFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、固体电解质燃料电池（SOFC）和熔融碳酸盐燃料电池（SOFC），其中 PAFC 是目前技术成熟且已商业化的燃料电池。
燃料电池具有巨大的潜在优点：①其副产品是热水和少量的二氧化碳，通过热电联产或联合循环综合利用热能，燃料电池的发电效率几乎是传统发电厂发电效率的 2倍；②排废量小（几乎为零）、清洁无污染、噪音低；③安装周期短、安装位置灵活，可以省去配电系统的建设。
2.4 光伏电池技术
光伏电池是将可再生的太阳能转化成电能的一种发电装置。国外开发的屋顶式光伏电池发电技术已得到广泛的关注。德国最著名的2000 户屋顶工程（2000 Roof Project），超过 2000 户家庭安装了屋顶式光伏发电装置，平均每个分布式发电单元发电量达 3kW。虽然光伏电池与常规发电相比有技术条件的限制，如投资成本高、系统运行的随机性等。但由于它利用的是可再生的太阳能，因此其前景依然被看好。
2.5 风力发电技术
风力发电机组从能量转换角度分成两部分：风力机和发电机。风速作用在风力机的叶片上产生转矩，该转矩驱动轮毂转动，通过齿轮
