新能源發(fā)電與分布式發(fā)電及其對(duì)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(lái)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(guò)程，對(duì)于我國(guó)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(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成影響，基于此，本文將對(duì)新能源發(fā)電與分布式發(fā)電及其對(duì)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?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式，主要包括風(fēng)能、太陽(yáng)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(chǔ)備的石油、天然氣等燃料能源數(shù)量巨大，可供人類(lèi)現(xiàn)階段的使用，但在能源需求量更大、開(kāi)采量巨大的未來(lái)，地球上的石油等燃料的儲(chǔ)存是越來(lái)越少的。新能源不同，風(fēng)能是利用大氣的循環(huán)、更不用說(shuō)太陽(yáng)能其來(lái)源于太陽(yáng)輻射，人類(lèi)對(duì)于這些能量的使用基本不會(huì)對(duì)大氣產(chǎn)生特別大的影響，尤其是太陽(yáng)能，每天都會(huì)隨著陽(yáng)光源源不斷地輸送到地球上，可以滿足人類(lèi)的需要。此外，經(jīng)過(guò)了多年的能源利用之后，大氣污染已經(jīng)成為了國(guó)際上都十分重視的問(wèn)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(duì)環(huán)境的污染。

1.2分布式發(fā)電

分布式發(fā)電也可稱(chēng)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(chǔ)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(duì)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(guò)燃燒化石能源的方式為發(fā)電提供動(dòng)力，不僅會(huì)破壞環(huán)境，還會(huì)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(shì)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(duì)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(shuō)，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(lái)的電磁污染也會(huì)有所減少。

2新能源發(fā)電與分布式發(fā)電及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響

2.1新能源發(fā)電對(duì)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(huì)的廣泛應(yīng)用，對(duì)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(guò)程對(duì)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(méi)有獨(dú)立的勵(lì)磁裝置，并網(wǎng)前發(fā)電機(jī)本身沒(méi)有電壓。因此并網(wǎng)時(shí)必然伴隨一個(gè)過(guò)渡過(guò)程，會(huì)出現(xiàn)5-6倍額定電流的沖擊電流。對(duì)小容量的電網(wǎng)而言，大量異步電機(jī)同時(shí)并網(wǎng)將會(huì)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(duì)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(wèn)題，但是對(duì)于孤立運(yùn)行的小型電網(wǎng)。風(fēng)電帶來(lái)的頻率偏移和穩(wěn)定性問(wèn)題不容忽視。若大型風(fēng)電場(chǎng)多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組同時(shí)直接并網(wǎng)會(huì)造成電網(wǎng)電壓驟降：當(dāng)風(fēng)速超過(guò)切出值，風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)從額定出力狀態(tài)自動(dòng)退出并網(wǎng)狀態(tài)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的大量停運(yùn)會(huì)造成損失大量的機(jī)端電容補(bǔ)償。從而會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓突降，而電網(wǎng)電壓突降必然會(huì)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(duì)電力系統(tǒng)的影響

分布式發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響主要有以下幾點(diǎn)：

2.2.1對(duì)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(dòng)性將導(dǎo)致其頻繁的投切，這些都對(duì)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(duì)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(guò)檢測(cè)到故障電流及時(shí)動(dòng)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(guò)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(cè)到的電流大于繼電保護(hù)的整定值，進(jìn)而發(fā)生誤動(dòng)作，引發(fā)無(wú)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(dòng)重合閘裝置可以有效的對(duì)因?yàn)樗矔r(shí)故障而跳開(kāi)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(kāi)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(dòng)重合閘失敗。

2.2.2對(duì)電能質(zhì)量的影響

分布式發(fā)電操作實(shí)際開(kāi)展過(guò)程中會(huì)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(wèn)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(guò)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(duì)較大，便可能在電源啟動(dòng)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(chēng)之為電壓閃變，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)系統(tǒng)整體電能質(zhì)量大幅度降低。（2）對(duì)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用通常涉及系統(tǒng)諧波污染問(wèn)題，且一般來(lái)講，轉(zhuǎn)換器的數(shù)量越大，對(duì)諧波幅度產(chǎn)生的影響便會(huì)越大，最終會(huì)導(dǎo)致電能的質(zhì)量出現(xiàn)降低的問(wèn)題。（3）除上述兩點(diǎn)外，分布式發(fā)電對(duì)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(guò)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(duì)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(duì)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(duì)此類(lèi)狀況，需要針對(duì)原有調(diào)節(jié)方案開(kāi)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(huì)對(duì)電壓的變化產(chǎn)生影響，通過(guò)有效開(kāi)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(yǔ)

在能源緊缺、生態(tài)環(huán)境污染嚴(yán)重的今天，需推動(dòng)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(shì)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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