新能源發(fā)電與分布式發(fā)電及其對電力系統(tǒng)的影響

滕昕穎

摘? 要：新能源發(fā)電與分布式發(fā)電是近年來興起的利用清潔能源、可再生能源進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電過程，對于我國能源的可持續(xù)發(fā)展，降低用電高峰時(shí)期的電網(wǎng)供電壓力有很重要的作用。但是其會對電力系統(tǒng)造成影響，基于此，本文將對新能源發(fā)電與分布式發(fā)電及其對電力系統(tǒng)的影響進(jìn)行探討，以供參閱。

關(guān)鍵詞：新能源發(fā)電;分布式發(fā)電;電力系統(tǒng);影響

1新能源發(fā)電與分布式發(fā)電的概述

1.1新能源發(fā)電

新能源主要是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式，主要包括風(fēng)能、太陽能、水能、地?zé)崮艿龋履茉窗l(fā)電就是指依靠這些新型的能源進(jìn)行發(fā)電，而不是單純地依靠煤炭石油等傳統(tǒng)能源進(jìn)行發(fā)電。采用新能源方式進(jìn)行發(fā)電，不僅可以實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用，而且可以優(yōu)化資源配置，把閑置資源轉(zhuǎn)化為可利用資源，提高資源的利用率。另外，新能源發(fā)電具有可持續(xù)利用、環(huán)保、可再生的特點(diǎn)。雖然地球上儲備的石油、天然氣等燃料能源數(shù)量巨大，可供人類現(xiàn)階段的使用，但在能源需求量更大、開采量巨大的未來，地球上的石油等燃料的儲存是越來越少的。新能源不同，風(fēng)能是利用大氣的循環(huán)、更不用說太陽能其來源于太陽輻射，人類對于這些能量的使用基本不會對大氣產(chǎn)生特別大的影響，尤其是太陽能，每天都會隨著陽光源源不斷地輸送到地球上，可以滿足人類的需要。此外，經(jīng)過了多年的能源利用之后，大氣污染已經(jīng)成為了國際上都十分重視的問題之一，新能源具有清潔性，使用新能源進(jìn)行發(fā)電可以大幅減少燃燒燃料進(jìn)行發(fā)電產(chǎn)生的各種大氣污染物，減小對環(huán)境的污染。

1.2分布式發(fā)電

分布式發(fā)電也可稱為分散式發(fā)電、分散型發(fā)電、分散發(fā)電，是用多種小型，連接電網(wǎng)的設(shè)備發(fā)電和儲能的技術(shù)與系統(tǒng)。顧名思義，是屬于一種較為分散的發(fā)電方式，與分布式發(fā)電相對的是集中式發(fā)電。集中發(fā)電設(shè)備多為火力發(fā)電，需要通過燃燒化石能源的方式為發(fā)電提供動力，不僅會破壞環(huán)境，還會加快能源枯竭的速度。分布式電站的特點(diǎn)是規(guī)模較小，分布在用戶附近，直接為用戶提供電能。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為分布式發(fā)電的完善提供了支持，該發(fā)電模式的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在可以利用水能、風(fēng)能等新型能源完成供電工作，不僅使能源使用結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，能源枯竭的情況也得到了緩解。其是一種分布在用戶附近、符合特定用戶需求、能夠?yàn)榕潆娋W(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供幫助的技術(shù)。分布式發(fā)電的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在5個(gè)方面：（1）原有發(fā)電模式需要依托大規(guī)模配電站、發(fā)電站和發(fā)電廠完成供電任務(wù);分布式發(fā)電既可以利用水能、風(fēng)能等可再生能源完成發(fā)電，也可以在微型燃?xì)廨啓C(jī)的輔助下完成發(fā)電，具有投入少、規(guī)模小和建設(shè)時(shí)間短的特點(diǎn)。（2）分布式發(fā)電的綜合利用率相對較高。（3）分布式發(fā)電擁有獨(dú)立電源，可以使故障發(fā)生的頻率大幅降低，提高供電系統(tǒng)的持久性與穩(wěn)定性。換句話說，即使電網(wǎng)出現(xiàn)大面積故障，分布式發(fā)電仍舊可以正常運(yùn)行。（4）分布式發(fā)電在經(jīng)濟(jì)性上具有十分突出的表現(xiàn)，由于分布式電源和用戶的距離較近，直接就近供電的設(shè)想因此而成為現(xiàn)實(shí)，這樣做不僅降低了輸配電損耗，還壓縮了投資成本。（5）分布式發(fā)電更加環(huán)保，應(yīng)用的發(fā)電能源均為可再生能源，不僅可以遏制大量排放污染物的情況，而且高壓輸電線路建設(shè)帶來的電磁污染也會有所減少。

2新能源發(fā)電與分布式發(fā)電及其對電力系統(tǒng)的影響

2.1新能源發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響

隨著新能源發(fā)電技術(shù)在現(xiàn)代社會的廣泛應(yīng)用，對電力系統(tǒng)產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。其影響主要有以下幾點(diǎn)：

2.1.1并網(wǎng)過程對電網(wǎng)的沖擊

部分可再生能源發(fā)電機(jī)組由于容量小，常常采用異步發(fā)電機(jī)。由于沒有獨(dú)立的勵磁裝置，并網(wǎng)前發(fā)電機(jī)本身沒有電壓。因此并網(wǎng)時(shí)必然伴隨一個(gè)過渡過程，會出現(xiàn)5-6倍額定電流的沖擊電流。對小容量的電網(wǎng)而言，大量異步電機(jī)同時(shí)并網(wǎng)將會造成電網(wǎng)電壓的大幅度下跌。從而影響接在同一電網(wǎng)上的其它電器設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至?xí)绊懙秸麄€(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定與安全。

2.1.2對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

大型電網(wǎng)一般具有足夠的備用容量和調(diào)節(jié)能力，風(fēng)電進(jìn)入一般不必考慮頻率穩(wěn)定性問題，但是對于孤立運(yùn)行的小型電網(wǎng)。風(fēng)電帶來的頻率偏移和穩(wěn)定性問題不容忽視。若大型風(fēng)電場多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組同時(shí)直接并網(wǎng)會造成電網(wǎng)電壓驟降：當(dāng)風(fēng)速超過切出值，風(fēng)力發(fā)電機(jī)會從額定出力狀態(tài)自動退出并網(wǎng)狀態(tài)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的大量停運(yùn)會造成損失大量的機(jī)端電容補(bǔ)償。從而會導(dǎo)致電網(wǎng)電壓突降，而電網(wǎng)電壓突降必然會導(dǎo)致系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性水平降低。

2.2分布式發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響

分布式發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響主要有以下幾點(diǎn)：

2.2.1對繼電保護(hù)的影響

由于分布式電源的接入可能導(dǎo)致雙向潮流，并且一些分布式電源（如風(fēng)電）出力的隨機(jī)性和波動性將導(dǎo)致其頻繁的投切，這些都對傳統(tǒng)的繼電保護(hù)產(chǎn)生極大的威脅，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）對于繼電保護(hù)中的電流保護(hù)，在未接入分布式電源之前，當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，繼電器可以通過檢測到故障電流及時(shí)動作;在分布式電源接入以后，系統(tǒng)潮流的大小和方向都可能發(fā)生變化，進(jìn)而可能和故障電流疊加后使流過繼電器中的電流減少，繼電保護(hù)因此可能失效，甚至可能出現(xiàn)保護(hù)的死區(qū)。（2）分布式電源一般安裝在母線上，當(dāng)母線附近區(qū)域發(fā)生故障時(shí)，分布式電源的出力可能使得所在線路繼電器檢測到的電流大于繼電保護(hù)的整定值，進(jìn)而發(fā)生誤動作，引發(fā)無故障跳閘。（3）由于電力系統(tǒng)中的故障大多數(shù)是瞬時(shí)的，因此自動重合閘裝置可以有效的對因?yàn)樗矔r(shí)故障而跳開的線路斷路器重新合閘，從而大大增加了供電的可靠性。當(dāng)分布式電源接入以后，當(dāng)線路發(fā)生故障跳開時(shí)，如果分布式電源繼續(xù)向故障點(diǎn)供電，就有可能造成持續(xù)電弧，導(dǎo)致絕緣子擊穿，自動重合閘失敗。

2.2.2對電能質(zhì)量的影響

分布式發(fā)電操作實(shí)際開展過程中會涉及大量電力電子轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用，使得許多非線性負(fù)載大幅度增加，進(jìn)而使得電網(wǎng)產(chǎn)生電壓及電流波形畸變的問題出現(xiàn)的可能性大幅度提升，具體而言，（1）分布式發(fā)電過程中，完成配電網(wǎng)接入操作以后，倘若分布式電源自身的功率相對較大，便可能在電源啟動后導(dǎo)致電網(wǎng)電壓于短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)劇烈的變化，這種情況也稱之為電壓閃變，進(jìn)而會導(dǎo)致相應(yīng)系統(tǒng)整體電能質(zhì)量大幅度降低。（2）對轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用通常涉及系統(tǒng)諧波污染問題，且一般來講，轉(zhuǎn)換器的數(shù)量越大，對諧波幅度產(chǎn)生的影響便會越大，最終會導(dǎo)致電能的質(zhì)量出現(xiàn)降低的問題。（3）除上述兩點(diǎn)外，分布式發(fā)電對電能質(zhì)量也存在積極影響，特別是基于電網(wǎng)關(guān)聯(lián)負(fù)載較大的情況下，通過分布式發(fā)電，可促使電網(wǎng)負(fù)荷降低，進(jìn)而使得系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能性降低，有助于更好的確保電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定。

2.2.3對電壓的影響

分布式發(fā)電使得電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，對電流的方向和大小產(chǎn)生影響，使其產(chǎn)生變化，電壓由于電流方向和大小變化的影響產(chǎn)生變化。針對此類狀況，需要針對原有調(diào)節(jié)方案開展優(yōu)化和改良操作，并設(shè)計(jì)出具備更高實(shí)效性的電壓調(diào)節(jié)計(jì)劃。分布式電源容量及位置均會對電壓的變化產(chǎn)生影響，通過有效開展電壓調(diào)節(jié)操作的方式，可大幅度降低電網(wǎng)負(fù)荷點(diǎn)電壓提升情況出現(xiàn)的可能性，更好的確保居民用電安全。

3結(jié)束語

在能源緊缺、生態(tài)環(huán)境污染嚴(yán)重的今天，需推動新能源發(fā)電與分布式發(fā)電的實(shí)際應(yīng)用。分布式發(fā)電與新能源發(fā)電模式各有利弊，需要將二者有機(jī)結(jié)合，優(yōu)勢互補(bǔ)。避免單一發(fā)電，豐富能源獲取方式，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，滿足人們生產(chǎn)生活的需要。

參考文獻(xiàn)

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