2、分布式发电系统：原理、挑战与解决方案

分布式发电系统：原理、挑战与解决方案

1. 分布式发电系统概述

分布式发电系统（DPGS）利用较小的发电单元，在可再生能源丰富的不同地点进行发电。其产生的电力范围从小于一千瓦（kW）到数十兆瓦（MW），能够满足消费者的全部或大部分需求。该系统有两种类型：一种是与现有交流电网连接或集成的；另一种是直接与消费者相连的离网模式。分布式发电可利用风能、太阳能、潮汐能、生物质能等非传统能源，在全球范围内受到广泛关注。采用分布式发电系统可以减少对传统化石燃料的依赖，从而降低温室气体（GHG）的排放。同时，政府政策对分布式发电系统的发展及其离网或并网运行有着重大影响。

2. 分布式发电系统的需求

在一些偏远地区，由于没有电网，经济发展受到限制。对于这些地区和人群，基于可再生能源的分布式发电系统可以提供高质量、可靠的电力供应，提高当地居民的生活水平，并以合理的价格供电。通常，这种发电和配电系统由于没有长距离输电线路，效率较高。通过当地控制中心，可以轻松解决电压调节和频率调节问题，系统的复杂性也远低于互联电网，不同控制器和转换器之间的通信也更加容易。如今，基于风力的小型和微型发电在分布式发电系统中备受关注。感应发电机因其固有的短路保护特性和较低的资本投资，成为这类系统的理想选择。然而，自励感应发电机在电压和频率调节以及功率因数方面存在较大局限性。

3. 分布式发电系统的技术挑战

分布式发电主要依赖自然资源，这些资源提供的电力具有一定的随机性。除太阳能系统外，在大多数系统中，维持电压和频率的稳定是一项具有挑战性的任务。此外，由于发电系统中广泛使用非线性负载，供电电流中会存在谐波，导致波形失真和供电端功率因数问题。在三相四线制分布式发电系统中，负载平衡也