探析新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响
摘要: :在现阶段我国社会迅速发展,人民需求不断增加和可持续发展理念提出的背景下,能源和电力供应过程中的质量保证和安全保证是我国能源部门不可忽视的工作重点。但目前我国环境污染问题严重,资源紧缺、资源浪费的现象也普遍生,大电网由于自身的发展劣势无法完全满足对安全性和产品质量的需求。所以分布式发电和新能源发电的出现适时地填补了这一不足。本文就这两种发电方式自身的特点及其对电力系统产生的影响进行研究,探讨适合后期发展的方式。

1 分布式发电基本概述
1.1 分布式发电的基本概念
分布式发电与传统的集中式发电相比,其发电设施并不集中在发电站内部,而是在依据当地局面实际用电的需求上进行相关设施的合理配置,在居民生活区域内进行分布式发电电源的安装,不仅能够更好地满足居民用电需求,同时还实现了对集中式发电网络的有益补充,在一定程度上还为集中式发电工作的顺利实施奠定了坚持基础。对于分布式发电而言,由于其实给予用户实际用电需求上进行的一种发电设计,虽然有效的改善了传统集中式发电形式的不灵活缺陷,显著的提升了发电效率和稳定性,但由于其发电容量相对较小,因此也只能适用于对集中式发电网络进行补充及对少数用电用户和区域进行供电。就目前我国分布式发电的运行模式来看,其主要有孤网和并网两种形式。 

1.2 分布式发电基本类型
(1)太阳能光伏发电,即依据相应的半导体材料成功的将太阳能转换为电能的发电形式。该形式由于无需消耗燃料,因此有效的降低了环境污染问题,同时该技术维护简便,对地域要求较低,因此在我国大多数区域均得到了很好的应用。此外,光伏电池能够将白天所收集的太阳能转化为电能工人们在夜间使用,从而也促使用电效率大幅度提升。但太阳能光伏发电也存在着一定的缺陷,即对于日常强度要求相对较高,这也是该技术的一大重要弊端。   

(2)风力发电技术,即将风能转化为电能的发电技术,该技术不仅不涉及资源消耗,而且投入成本也相对较低,缺陷就是维护工作较为困难。
(3)燃料发电技术,即通过一系列的电化学反应将化学能转化为电能的发电形式,该形式需要电池不断的添加反应所需的燃料与催化剂,缺点就是对环境的污染性危害较大。

2新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响
2.1电力系统稳定性影响
一般规模较大的电网有较大的备用空间和较高的调节能力,风电在并网时不需要考虑电能频率的稳定问题,但一些规模较小的电网并非如此。大规模风电场中,多台风力发电机组共同运行,同时进行直接并网工作,会使电力系统电网电压骤降。如果风速远超出切出值,风力发电机会由固定出力状态退出并网状态,随后大规模风力发电机组突然停运,造成极端电容补偿的大量损耗,使电力系统稳定性下降。
2.2对馈线稳态电压的影响
电力系统的运行过程中,电压的调节往往需要通过专有的设备来实现,比如,有载调压变压器分接头的改变、投切电容器,能够使得电压符合电力系统稳定运行的需求。新能源并网以后,电力系统中的新能源发电往往占据了较大的比例,这种情况下,当发电功率存在较大的波动时,电力线路中的负荷也会随之发生一定的变化,此时,如果依旧采用传统的调压方式,往往难以保障电压的质量。在电压调节过程中,必须要结合电力系统的运行需求,进行调压方案的改变,保障新能源发电良好的电压控制效果。一般情况下,电网与新能源发电站往往存在着公共衔接点,在此衔接点,接入电网短路容量、输电线路阻抗、新能源发电穿透功率都会对电压稳态产生一定的影响,因此,新能源并网对电压的影响,需要通过对这些因素的控制与调节来实现,以保障良好的电压稳定性。
2.3新能源并网导致电网出现谐波
分布式电源接入到配电网时,需要大量的并网逆变器。这些逆变器采用脉宽调制控制方式,在并网时会产生大量的电流谐波。太阳能光伏发电设备和风力发电设备在运行过程中,受到光照强度、太阳照射角度、物体阴影以及风速等方面的影响,输出功率会发生一定的变化,从而导致大量的谐波。造成并网风力发电机组电网谐波出现的主要因素包括两个方面:一方面是风力发电机组并联补充的电容器和线路阻抗发生谐振产生谐波;另外一方面是风力发电机组内部安装了大量的电子设备,这些电子设备在运行过程中可能产生一定谐波。

3新能源发电与分布式发电及其对电力系统影响的应对措施
3.1协调控制储能与新能源
由于新能源并网后对电力系统电能质量产生了一定的影响,因此,为提高电能质量,有关部门与人员需要协调控制储能与新能源。主要从以下方面来进行:第一,加强对储能与大面积新能源发电整合、并网的管理与控制,在一些特殊的环节,需要做好相应的协调控制工作,积极在相关领域分散控制管理模式的推广,保障新能源能够发挥其应有的作用,实现电力网络的多元化。第二,加大在专业储能技术方面的投入,主要从加强新能源电网的管理着手,比如,积极推广与应用新能源发电装置,优化相关的发电装置,升级风电与光电的爬坡率,避免新能源并网中相关的限制。
3.2提高分布式能源并网水平
每个分布式发电系统中电站都是独立的,且相互不产生干扰,通过有效发挥分布式发电实效性的方式,可大幅度降低停电问题出现的几率,促使居民用电的稳定性和安全性有效提升。同时,城市化建设脚步的不断加快,导致各类能源消耗问题逐渐突显出来,只有加大新能源的研究力度才可以确保各环节建设工作的有效开展。分布式发电的出现和发展使得传统集中式供电模式发生了改变,通过对水能和风能等能源的有效应用,实现了大幅度降低自然资源开采和消耗量的目的,缓解了我国资源紧缺的现状,促使能源的利用率得到了大幅度提升。分布式发电促使电力传输过程中的损耗降低,电力的利用率大幅度提升,同时,无需再通过建设配电站的方式实现供电,不仅节约了建设以及人力等的投入成本,对确保供电安全,减少电力传输对自然环境造成的不良影响也具有积极意义。
3.3解决谐波的影响
谐波出现是因为电子设备而导致,无论是风力发电机本身存在问题还是并联补偿电容器与线路出现了问题,都是能够避免的。因此,在风力发电厂中,必须要避免单独升高或者是降低风速的情况,对于风电机要避免进行集中连接,以免局部的谐波电压增加。可以采用不同的风机混合装置,然后对电力系统装配合理的谐波过滤装置,避免电网中的谐波影响,同时在产生谐波时适当地应用动态及静止无功补偿装置。
3.4无功电压控制
在新能源并网电力系统无功电压的控制上,需要从以下方面来进行:第一,无功电压的管理与控制与功率计算之间存在着紧密联系,相关人员需要结合二者之间的关系,采用相关的无功设施内部响应机制,发挥静态与大容量调换设施的作用,将间歇性新能源场中的无功电压加以科学管理,必要情况下,可以应用小幅波动的动态装置,提升新能源并网电力系统运行的稳定性与可靠性。第二,将新能源场站群管理与无功电压管理相结合,提高新能源并网电力系统的电能质量。

4 结束语
新能源发电以及分布式发电都对解决我国能源问题以及我国居民的用电问题都有积极作用。随着我国科技的发展,能源问题已经越来越需要被重视,上述两种发电方式一种可以缓解我国的能源问题,另一种可以优化供电网的供电结构,在山区、牧区等特殊地点的供电过程中有重大的作用,需要进行特别重视。

参考文献
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