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新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响分析

刘玲利

国网达州市供电公司新桥供电分公司​

摘要: 随着社会经济的发展,人们对于能源有了更大的需求量,其中就包括了电力能源,为了保证电力系统的可持续发展,需要重视电力系统中新型能源的应用。本文首先对于新能源发电和分布式发电的概念进行阐述,从而对于新能源发电与分布式发电对电力系统的影响进行研究。希望通过本文,能够为电力系统的未来发展提供一些参考和帮助。
关键词: 新能源发电;分布式发电;电力系统
DOI:10.12721/ccn.2023.157205
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1.新能源发电与分布式发电的概述

新能源是除了传统能源之外的各类能源,例如水能、风能和太阳能等等,而新能源发电只是通过这些新能源来发电,不再单一的通过传统能源来发电。新能源发电除了能够促进资源可持续利用之外,也能够对资源配置进行有效的优化,将更多的闲置资源变为能够应用的资源,使得资源的利用率获得有效的提升。传统能源发电过程中会产生一定程度的环境污染,新能源发电则不会对环境造成负面影响,从而使得整体的环境质量获得提升。但在不同地区之间对于新能源的开采规模有着一定的差异,所以符合实现新能源的稳定应用和供电则是未来需要去解决的问题。

分布式发电是指在用电现场配置小型发电机组,使得用电需求得到满足,DG技术可以利用发电余热来达到制热或者制冷的效果,实现资源阶梯式应用,使得资源利用率获得有效的提升。可以说分布式发电的特点在于经济、高效,也会将其称作为非集中式发电或者嵌入式发电,相比于传统的发电机组来说,分布式发电电源装置有着一定的差异,整体的容量较小,通常只有几十兆瓦,主要是由电源类型和电缆系统来决定的。作为新型发电方式,分布式发电因为所具备的能源综合利用特征,所以逐渐受到了多方面的重视和关注。相比于一些发达国家来说,我国在这方面的起步较晚,目前各个地区已经在积极的相应政策要求,对能源产业结构进行调整,从而有效的促进低碳经济和节能减排发展,开始重视分布式发电的研究和应用。虽然目前关于这方面的技术基础相对较为薄弱,但是却有着十分广阔的前景。在分布式发电技术中,目前应用最为广泛的一种是往复式发电机,其主要应用天然气和柴油为燃料,不但使用起来十分方便,且使用成本较低,但因为柴油燃料的使用会对环境带来一定程度的负面影响,所以近些年来受到的限制,将天然气作为燃料因为造成的污染相对较小,所以近些年来应用的比例较高。往复式发电机主要是通过燃料的燃烧来将热能转化为机械能,整个循环过程为:引入空气、喷入燃料、压缩、燃烧做功、废气排放,具体如下图所示。

图片2.png

往复式发电机运行循环示意图

2.新能源发电与分布式发电对电力系统的影响

2.1新能源发电对电力系统的影响

首先,采用新能源发电时,如果有着较大的电网规模,那么就会有着较为充足的储备空间,从而形成较高的调节能力。所以在新能源并网时无需考虑电能频率的稳定性。如果电网规模较小,那么在并网时则容易对电力系统稳定性造成影响。与此同时,不同地区的新能源分布存在一定的差异,所以较为容易受到自然因素的影响,从而不利于电力系统的稳定。例如使用太阳能发电如果遇到的阴雨天,那么就会导致发电效率降低,其他的新能源发电方式也同样如此,容易受到环境的限制,必须处于特点的地点来开展工作,如果新能源不具备足够的稳定性,并入电网会影响整个电力系统的稳定。

其次,新能源发电过程中所涉及到的机组有着比较小的容量,且需要采用较多的异步发电机,由于这些发电机不具有孤立励磁装置,因此在发电前不存在电压,很有可能会导致系统的起励失败。与此同时,使用异步发电机进行并网时,在过渡环境很可能会形成电流冲击。通常电流数值能够达到正常状态下的五倍左右,严重影响电力系统的稳定性,甚至会对电力系统造成破坏。除此之外,异步发电机并网会导致电网电压波动,从而不利于电力系统的稳定。

2.2分布式发电对电力系统的影响

首先,电力控制系统会因为分布式发电技术的应用而受到影响,控制系统一般采用的是单向潮流方式,如果将分布式电源接入到其中会导致潮流方向出现改变。之所以会出现这样的情况,一方面因为接入位置的不同会带来一定的影响。另一方面也和电源所具备的容量有着密切的关联。除此之外,在电力系统中采用这种模式还会影响线路当中各种类型的控制系统,为了解决这个问题可以在并网当中安装逆变器,从而接入电源,形成电力系统浪涌传播。所以需要重视电力电子变换器的研究,达到更好的分布式电源接入效果。

其次,电能质量会受到分布式发电的影响,主要表现在谐波污染等多个方面,但同时也能够实现对电能质量的改善,例如电网有着较大的关联负载时通过分布式发电能够避免电力系统故障问题的发生,从而达到保障电能质量和稳定电网的效果。

第三,分布式发电对电力系统继电保护的影响。电力系统结构呈放射状,将分布式电源接入到其中会出现潮流变化,对继电保护的影响主要包括这样几个方面:一方面通过接入分布式电源可能会直接影响到继电保护所应具备的功能和作用,之所以会出现这样的情况,是因为在发电过程中可能会出现系统故障电流。另一方面接入分布式电流以后可能会形成继电保护失误的情况,甚至还可能会出现馈线跳闸的情况。

第四,分布式发电会对电力系统电压造成影响,分布式发电需要确保各个站点电源与总电力分配系统网络进行连接,分配系统接入电源后系统组织结构出现改变,在对电源组织进行改变的同时,也会对其中的电流大小以及电流方向造成改变,那么在这样的情况,必然会影响电网的稳定性。面对这种情况,需要电力企业能够对调节方案进行优化。除此之外,分布式电源的位置和容量会影响电压变化,可通过电压调节的方式来控制电网负荷点电压提升的状况,保证人们的用电安全。

结束语:综上所述,随着社会经济的高速发展,对于电力系统有了比原本更高的要求,对于分布式发电和新能源发电的应用,在对他们的特点进行了解的基础上,实现有效的协调,达到资源配置优化的效果,从而降低发电造成的污染,符合我国当前的可持续性发展要求。

参考文献:

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