對(duì)新能源發(fā)電與分布式發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響探討

1、.對(duì)新能源發(fā)電與分布式發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響探討摘要：在能源危機(jī)日益嚴(yán)重的今天，人們迫切需要找到新的方法來進(jìn)行發(fā)電，在相關(guān)的研究人員的努力下，分布式發(fā)電同新能源發(fā)電應(yīng)運(yùn)而生。文章對(duì)新能源發(fā)電和分布式發(fā)電作一簡(jiǎn)單的介紹，并針對(duì)二者對(duì)電力系統(tǒng)的影響作一分析。關(guān)鍵詞：新能源發(fā)電；分布式發(fā)電；電力系統(tǒng)利用新能源進(jìn)行發(fā)電解決了傳統(tǒng)發(fā)電過程中對(duì)環(huán)境的污染問題，并且減少了不可再生的化石燃料的使用，取而代之的是可再生的清潔的新能源，比如風(fēng)能、太陽(yáng)能等。但是在利用新能源進(jìn)行發(fā)電的過程中，多個(gè)小型的發(fā)電站所產(chǎn)生的電流對(duì)電力系統(tǒng)會(huì)不可避免的產(chǎn)生一定的影響。1.新能源發(fā)電1.1新能源發(fā)電技術(shù)概述新能源顧名思義是指區(qū)別于

2、傳統(tǒng)能源的新開發(fā)出來的能源，當(dāng)前新能源技術(shù)比較成熟的有太陽(yáng)能、風(fēng)能、燃料電池和沼氣等，近年來又將此范疇擴(kuò)大到海洋潮汐、地?zé)岬饶茉础＿@些能源都具有無污染、能源密度分布比較低、分布范圍比較廣、可再生、能源的分布隨地域差別比較大的特點(diǎn)。針對(duì)新能源的這些特點(diǎn)，開發(fā)出一系列的先進(jìn)技術(shù)對(duì)新能源加以利用對(duì)解決當(dāng)前世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)起著巨大的推動(dòng)作用。而利用新能源進(jìn)行發(fā)電無疑是解決能源危機(jī)的一種十分方便快捷的方法。1.2新能源發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響由于我國(guó)的石油資源比較少，所以我國(guó)對(duì)新能源的開發(fā)十分的重視。近期國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)制定并加以對(duì)社會(huì)公布的可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃中明確指出：我國(guó)水電裝機(jī)的容量要在2

3、020年之前達(dá)到3億千瓦，其中小型水電占據(jù)整個(gè)計(jì)劃的25%，即7500萬(wàn)千瓦，生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)占據(jù)整個(gè)計(jì)劃的10%即3000萬(wàn)千瓦。風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)占據(jù)10%，3000萬(wàn)千瓦。太陽(yáng)能發(fā)電為180萬(wàn)千瓦。從這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，新能源所占據(jù)的比例比較大，在可預(yù)見的將來，隨著新能源所發(fā)的電量增大，其對(duì)電力系統(tǒng)的影響也將會(huì)成為一個(gè)不容忽視的問題。在大力發(fā)展新能源的基礎(chǔ)上盡力減小新能源對(duì)電力系統(tǒng)的影響是一個(gè)十分值得探討的問題。在新能源發(fā)電的電力并入國(guó)家電網(wǎng)的過程中會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成一定的沖擊，這是因?yàn)橛捎诓糠值貐^(qū)的新能源發(fā)電機(jī)組容量有限，只能采用異步發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)因?yàn)槿鄙傧鄬?duì)獨(dú)立的勵(lì)磁裝置，所以在發(fā)電機(jī)

4、所發(fā)出的電能并入電網(wǎng)之前發(fā)電機(jī)自身是沒有電壓的。在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前后其電壓電流必然會(huì)出現(xiàn)一定范圍內(nèi)的波動(dòng)。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)資料記載，在并網(wǎng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)大概比額定電流大5-6倍的并網(wǎng)沖擊電流。在并網(wǎng)過程中，特別是對(duì)于容量較小的電網(wǎng)而言，數(shù)量比較大的異步發(fā)電機(jī)同時(shí)并入電網(wǎng)的瞬時(shí)會(huì)將電網(wǎng)電壓大幅拉低，瞬間降低的電壓會(huì)對(duì)在同一電網(wǎng)上運(yùn)行的其它電氣設(shè)備造成一定的影響，達(dá)到一定程度之后就會(huì)威脅到整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行安全和穩(wěn)定。在新能源發(fā)電的電力并網(wǎng)過程中，除了上文所介紹的對(duì)電力系統(tǒng)造成沖擊以外，新能源電力并網(wǎng)還會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成一定的影響。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電的電能并入大型電網(wǎng)的過程中，由于大型電網(wǎng)所配備的備用電容和調(diào)節(jié)電力

5、的設(shè)備比較充足，因而風(fēng)電并網(wǎng)不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成太大的影響。但是風(fēng)電所并入的電網(wǎng)并不都是具有相當(dāng)調(diào)節(jié)能力的大型電網(wǎng)，當(dāng)風(fēng)電將要并入小型電網(wǎng)的時(shí)候，并網(wǎng)所造成的頻率改變和對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成的影響不容忽視。同上文所介紹的情況一樣，當(dāng)多臺(tái)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)將其所發(fā)的電量同時(shí)并入電網(wǎng)中的時(shí)候，會(huì)造成電網(wǎng)電壓的瞬間降低。風(fēng)力發(fā)電過程中，風(fēng)速是不穩(wěn)定的，當(dāng)風(fēng)速超過切出值的時(shí)候，風(fēng)力發(fā)電機(jī)就會(huì)從額定出力狀態(tài)自動(dòng)退出并網(wǎng)狀態(tài)。由于風(fēng)電的并入而造成的電網(wǎng)電壓的下降無疑會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性帶來一定的威脅。2.分布式發(fā)電2.1分布式發(fā)電概述分布式發(fā)電又叫非集中式發(fā)電、嵌入式發(fā)電等，這是由于分布式發(fā)電的稱謂還沒有固定的原因。分

6、布式發(fā)電的電源安裝位置一般在配電網(wǎng)或者用戶處。這種發(fā)電方式具有經(jīng)濟(jì)、方便、快捷、高效的特點(diǎn)。分布式發(fā)電可以用來滿足一些具有特別需求的用戶并且支持現(xiàn)在運(yùn)行的電網(wǎng)的配電需求。分布式發(fā)電的電源裝機(jī)容量同傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組相比比較小，一般來說分布式發(fā)電電源裝機(jī)容量大約在幾千瓦至幾十兆瓦之間，其數(shù)值的不同是由分布式發(fā)電不同的電源類型、不同的電力系統(tǒng)和當(dāng)?shù)匕l(fā)電政策的不同來決定的。分布式發(fā)電還可以根據(jù)其采用的一次能源的不同分為可再生能源和不可再生能源。2.2分布式發(fā)電的優(yōu)勢(shì)分布式發(fā)電技術(shù)在我國(guó)運(yùn)用的比較成熟，總體來說分布式發(fā)電的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）經(jīng)濟(jì)性人們可以根據(jù)具體情況和實(shí)際需要將分布式發(fā)電的

7、位置設(shè)置在負(fù)荷中心附近或者貼近用戶的位置。同以往的傳統(tǒng)電力傳輸來說大大的降低了電力運(yùn)輸過程中的電力損耗。除此之外，分布式發(fā)電還具有占地面積小，和發(fā)電設(shè)備體積小的特點(diǎn)。這就大大的降低了分布式發(fā)電設(shè)備的投資費(fèi)用。（2）環(huán)保性和可靠性分布式發(fā)電使用的是清潔能源，不會(huì)或者對(duì)環(huán)境的影響比較小，當(dāng)分布式發(fā)電設(shè)備所提供的電力并網(wǎng)之后，工作人員選用比較合理的運(yùn)行方式將可以提高配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。當(dāng)大型電網(wǎng)突然出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的大面積停電事故的時(shí)候，經(jīng)過特殊技術(shù)處理之后的分布式發(fā)電設(shè)備依然可以保證正常運(yùn)行，為用戶提供充足的電能。2.3分布式發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響當(dāng)大型電網(wǎng)接入分布式電源的時(shí)候，電力網(wǎng)絡(luò)就由原先的放射狀

8、的網(wǎng)絡(luò)變?yōu)橐粋€(gè)連接到千家萬(wàn)戶的用戶和眾多電源的網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于傳統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)來說，其功率常常由配電變壓器流向用戶。筆者用一個(gè)例子來說明，比如現(xiàn)在有一條10 km長(zhǎng)的饋線上的均勻10MW負(fù)荷供電，功率將從變電站逐漸下降直到末端,如圖所示: 與變電站的距離/km分布式發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)電壓的影響主要表現(xiàn)在：（1）分布式發(fā)電接入電網(wǎng)中會(huì)對(duì)電網(wǎng)的電壓產(chǎn)生一定的影響，主要表現(xiàn)在對(duì)接入電網(wǎng)時(shí)的瞬時(shí)電源降低的影響，其對(duì)電壓降低的程度大小是由分布式發(fā)電接入電網(wǎng)的位置及電源的容量大小所綜合決定的。（2）當(dāng)具有相同滲透率的分布式電源在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上相連接的時(shí)候，其對(duì)電壓的支持效果沒有分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上的好。分布式電網(wǎng)對(duì)電能的質(zhì)

9、量也有一定的影響，隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，分布式發(fā)電技術(shù)也借助電力電子技術(shù)的潮流水漲船高式的發(fā)展。分布式發(fā)電需要數(shù)量眾多的電力電子轉(zhuǎn)換器參與其中，電力電子轉(zhuǎn)換器不可避免的將大量的非線性負(fù)載引入其中，這將會(huì)對(duì)電網(wǎng)的電流造成影響，進(jìn)而造成電網(wǎng)的諧波受到污染?？偟膩碚f，分布式發(fā)電對(duì)電網(wǎng)造成的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：（1）電網(wǎng)電壓的瞬時(shí)變動(dòng)。（2）將大量的諧波引入到電網(wǎng)中。3.結(jié)束語(yǔ)文章對(duì)新能源發(fā)電和分布式發(fā)電都作了簡(jiǎn)單的介紹，并對(duì)二者對(duì)電力系統(tǒng)的影響作了一些探討。當(dāng)然，新能源發(fā)電和分布式發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響是多方面的，文章僅僅對(duì)其中的幾個(gè)比較大的方面進(jìn)行了介紹，希望對(duì)電力方面的同事有所啟發(fā)。參考文獻(xiàn):1 丁明杰，魏帥鋒，王立敏.分布式發(fā)電技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的影響J.電力自動(dòng)化設(shè)備，2013，24(7):131-136. 2 胡學(xué)浩，張存浩，吳雯雯.分布式發(fā)電(電源)技術(shù)及其并網(wǎng)問題J.電工技術(shù)雜志 ,2012(10):100- 105. 3 梁才浩，段獻(xiàn)忠，王勝文.分布式發(fā)電及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響J.電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2011,25 (12):53-56. 4 朱永強(qiáng)，曹文婷，李學(xué)東.新能源與分布式發(fā)電技術(shù)的發(fā)展及其對(duì)電力系統(tǒng)所產(chǎn)生的巨大影響J.北京大學(xué)科技學(xué)報(bào) ,201