分布式發電與新能源發電對電力系統影響的對比研究

摘 要 分析了分布式發電和新能源發電的特點，分別論述了對電力系統的影響，并進行了對比研究。實踐證明，未來電力系統的發展是基于新能源分布式發電技術的融合發展，采用多項新能源發電技術的共同運用，有利于減少污染，提高電網運行效率和穩定性。

【關鍵詞】分布式發電 新能源發電 電力系統

1 分布式發電技術特點

分布式發電指的是在用戶現場或靠近用電現場配置較小的發電機組（一般低于30MW），以滿足特定用戶的需要，支持現存配電網的經濟運行，或者同時滿足這兩個方面的要求。這些小的機組包括燃料電池，小型燃氣輪機，小型光伏發電，小型風光互補發電，或燃氣輪機與燃料電池的混合裝置。由于靠近用戶提高了服務的可靠性和電力質量。技術的發展，公共環境政策和電力市場的擴大等因素的共同作用使得分布式發電成為新世紀重要的能源選擇。通過分布式發電和集中供電系統的配合應用有以下優點：

（1）建設容易，投資少。

（2）靠近用戶，輸配電簡單，損耗小。

（3）污染少，環境相容性好。

（4）能源利用效率高。

（5）運行靈活，安全可靠性有保障。

（6）聯網運行，有提供輔助性服務的能力。

2 分布式發電對電力系統的影響

2.1 分布式發電對電力系統電壓的影響

分布式電源主要接入配電網，在接入DG之后，配電系統從放射狀結構變為多電源結構，潮流的大小和方向有可能發生巨大改變，使配電網的穩態電壓也發生變化，原有的調壓方案不一定能滿足接入分布式電源后的配電網電壓要求。因此必須評估分布式電源對電力系統電壓的影響，以保證在分布式電源應用越來越多的情況下它們不會給用戶帶來不良后果。潮流計算是對這種影響進行量化分析的主要手段，但傳統的潮流計算方法由于沒有考慮分布式發電的影響， 因而失效。對異步發電機、無勵磁調節能力的同步發電機和燃料電池等幾種典型DG進行建模，并提出了基于靈敏度補償的配電網潮流計算方法，適合包含各種不同DG形式的多電源配電系統。 分布式發電對配電網電壓的影響主要如下：

（1）分布式發電的接入會對配電網饋線上的電壓分布產生重大影響，具體影響與分布式電源的容量大小、接入位置有很大的關系。

（2）同樣滲透率（Penetration Leve1）的分布式電源集中在同一節點，對電壓的支持效果要弱于分布在多個節點上。

2.2 分布式電網對電能質量的影響

分布式發電是建立在電力電子技術基礎之上的，大量的電力電子轉換器增加了大量的非線性負載，將會引起電網電流、電壓波形發生畸變，引起電網的諧波污染，分布式發電對電能質量主要有兩個方面的影響：電壓閃變與引入大量諧波。

2.3 分布式發電對繼電保護的影晌

大多數配電系統尤其是在農村，其結構呈放射狀，采用這種結構的主要目的是為了運行的簡單性和過電流保護的經濟性，當配電網中接入了分布式電源之后，放射狀網絡將變成遍布電源和用戶互聯的網絡，潮流也不再單向地從變電站母線流向各負荷，因此，分布式發電將對配電網原有的繼電保護產生較大的影響：

（1）DG運行時可能會引起繼電保護的失效。DG產生的故障電流可能會減小流過饋線繼電器的電流，從而使繼電保護失效。

（2）DG接入配電網后可能會使繼電保護誤動作。相鄰饋線的故障有可能會使原本沒有故障的饋線跳閘。

3 再生能源發電技術

3.1 可再生能源技術特點

可再生能源發電的特點可再生能源，是指風能、太陽能、.水能、生物質能、地熱能、海洋能等非化石能源。它們往往具有以下共同的優點：蘊藏巨大、可以再生、分布廣泛、沒有污染；但也存在一些缺點：能源密度低、不穩定、地區差異大。

3.2 再生能源發電對電網運行的影響

國家發改委公布的《可再生能源中長期發展規劃》提出，到2020年，全國水電裝機容量將達到3億kW（其中小水電7 500萬kW），生物質能發電裝機3 000萬kW。風電裝機3 000萬kW，太陽能發電裝機180萬kW?？梢钥闯觯S著可再生能源發電容量在電力系統中所占比例的增加，其對電力系統的影響就會越來越顯著。

3.2.1 并網過程對電網的沖擊

部分可再生能源發電機組由于容量小，常常采用異步發電機。由于沒有獨立的勵磁裝置，并網前發電機本身沒有電壓。因此并網時必然伴隨一個過渡過程，會出現5—6倍額定電流的沖擊電流。對小容量的電網而言，大量異步電機同時并網瞬間將會造成電網電壓的大幅度下跌.從而影響接在同一電網上的其它電器設備的正常運行.甚至會影響到整個電網的穩定與安全。

3.2.2 對系統穩定性的影響

大型電網一般具有足夠的備用容量和調節能力。風電進入一般不必考慮頻率穩定性問題，但是對于孤立運行的小型電網.風電帶來的頻率偏移和穩定性問題不容忽視。若大型風電場多臺風力發電機組同時直接并網會造成電網電壓驟降：當風速超過切出值，風力發電機會從額定出力狀態自動退出并網狀態，風力發電機組的大量停運會造成損失大量的機端電容補償。從而會導致電網電壓韻突降，而電網電壓突降必然會導致系統電壓穩定性水平的降低161。

4 結論

分布式新能源發電技術具備多樣性，而且其變化規律不同，多種電源聯合運行，各種發電方式在一個系統內互為補充，通過其協調配合來提供穩定可靠的、質量合格的電力，這就是分布式新能源源發電技術，這種綜合技術既提高可再生能源的可靠性，也可提高能源的綜合利用率。

（1）可再生能源既可充分發揮優勢，又能克服本身不足。取自天然、分布廣泛、清潔環保等優點仍能體現，季節性、氣候性變動造成的能量波動，可以改善。

（2）對多種能源協調利用，可提高能源的綜合利用率。

（3）電源供電質量的提高，對補償設備的要求降低。單一發電，波動和間歇明顯，需大量儲能或補償裝置；互補運行，會因相互抵消，降低儲能或補償要求

參考文獻

[1]丁明，王敏.分布式發電技術[J].電力自動化設備，2013，24（7）：31-36.

[2]胡學浩.分布式發電（電源） 技術及其并網問題[J].電工技術雜志，2012（10）：1- 5.

[3]梁才浩，段獻忠.分布式發電及其對電力系統的影響[J].電力系統自動化，2011，25 （12）：53-56.

[4]朱永強.新能源與分布式發電技術[M].北京大學出版社，2010.

作者簡介

李建霞（1980-），女，甘肅省天水市人。大學本科學歷?，F為甘肅畜牧工程職業技術學院講師 。主要研究方向為電力電子技術、電工學。

作者單位

甘肅畜牧工程職業技術學院 甘肅省武威市 733006endprint