李庆久 蔡佳琦 李宓
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摘要：现阶段仍然存在污染严重和资源能源的稀缺的现象，国家正在进一步加强能源的环保性能，提高电力供应的安全系数以及使用质量，为生产生活提供能源保障。然而大多数电网由于其自身的缺陷而不能满足时代的发展要求。因而需要新的能源生产模式，近些年，分布式发电技术以及新能源发电被广泛用于进一步改善电网问题。本篇文章将剖析两种发电模式的利弊，分析能源系统对能源系统的影响，研究哪种更适合未来能源发展。
关键词：新能源发电；分布式发电；电力系统；详细分类
引言
经过长时间的实践研究表明，在这个科学不断进步的时代，电力系统中的工业用电和商业用电，或者是其他的用电系统，都朝着新能源发电与分布式发电融合的方向发展。目前，社会上已经有属于新能源发电的电力系统。合理运用多种新能源发电与分布式发电技术，对于电力系统的运行效率、电网的稳定性都起到重要的作用，而且能节能环保。基于此，首先简述了新能源发电技术的特点及其对电力系统的影响，然后阐述了分布式发电技术的理解、构成及特点，最后介绍了分布式发电对于电力系统的影响。
1分布式发电的概念及优点
分布式发电通常是指电能产生或储存能量的系统,为满足附近用户的需要或者支持电网的运行,布置在用户附近的小型的、模块化的发电单元,通常发电功率在30MW以下,主要包括以液体或气体为燃料的内燃机、微型燃气轮机、太阳能发电(光伏电池、光热发电)、生物质能发电等。分布式发电是由美国在1978年作为法规公布并予以推广,然后逐渐被其他国家所接受。之所以分布式发电能够被广大国家所接受的原因在于,它具有输电损失小、热点适应性好、能源利用效率高,环境污染小、可持续发展、安全性高等特点,无论是在农村还是在城市都适合建设和发展分布式发电,总而言之就是不以大规模远距离运输电力为目的建设。分布式发电使用的对象非常广泛,“家家都是电厂”,其实说的就是一种广义上的分布式概念。随着技术成熟,小到一个家庭,大到一个工厂都可以运用适合的应用设备。什么是电力系统？电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化为电能,再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能,电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统,对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度,以保证用户获得安全优质的电能。
2新能源发电的概念及优点
新能源主要是指传统能源之外的各种能源形式,主要包括风能、太阳能、水能、地热能等,新能源发电就指的是依靠这些新型的能源进行发电,而不是单纯地依靠煤炭石油等传统能源进行发电。采用新能源方式进行发电,不仅可以实现资源的可持续利用,而且可以优化资源配置,把闲置资源转化为可利用资源,提高了资源的利用率。另外,采用新能源发电技术不会产生污染,煤炭石油等传统能源可能会产生有害大气的二氧化碳气体,而采用新能源就不会产生这样的污染,提高了环境质量。但是,对于新能源并没有大规模的开采和发现,地区与地区之间差异也比较大,所以,对于如何稳定的利用新能源达到最大化的供电还需要长远的研究。
3分布式发电对电力系统的作用及影响
由于分布式发电需要调配各个独立发电站点对整体配电网络的供应，因此容易导致供电网络的运行不稳定，即并且配电网络的稳态电压在连接配电网络后可能会波动，导致原有的配电规划需要做出调整。变动常常会对电力系统造成较大的影响，因此需要提前预判这些影响，以较好的应对。分散式发电对发电网络的影响主要表现在以下两方面，其一，分布式配电接入总配电网络造成的影响，主要从其电量大小，接入总网的位置来考虑。其二，相同的穿透率会进一步集中，对电压的辅助效果没有应用分布式配电带来的效果好。
3.1对电能质量的影响
现有的分布式发电技术，是在电力电子技术的指导下产生并发展的。在许多电力电子转换器的压力下非线性负载显着增加，容易造成总电网的电流电压参数异常波动，严重影响电网的正常供应。对电力质量的影响体现在电压颤动以及是谐波污染两方面。
3.2对继电保护转置的影响
分布式配电站点在农村地区采取放射型分布，能够方便地操纵配电结构，并且还可以起到电流保护作用。由于放射行分布结构允许电流在电网连接到分布式电源之后流到各种负载，实现了对总电网固有的继电保护机制的加强有利于电网的性能稳定。
3.3分布式发电对系统电压的影响
在分散式发电模式中，每个站点的电源最终都要连接到总的电力分配网络，并且接入到分配系统后，系统的电源结构也会变为多电源结构，而不再是放射型电源分布，其对应的电流流动的大小和方向也会相应变化，影响总电网的稳定运行。之后，电网的稳定电压发生变化并且将分布式电网连接后，原有的电压调节方案将不再适用变化后的电网电压调整的要求。为防止电网变化对消费者的用电影响，管理部门此时有必要重新评估电网接入对电网电压的影响，做出合理的调整，恢复电网的供电稳态。定量分析这种效应，常常通过计算潮流的方法。然而，传统的潮流计算缺乏对分布式发电领域的研究。因此，需要建立了一个具有灵敏度补偿的新电源模型，它模拟了一些典型的分布式电源，例如，目前常用的异步发电机和同步电动机以及燃料电池的工作状况，实现可以应用于多分布系统的计算方法。根据实际案例分析，对分布式电力总网电压会受到分布式电源接入的影响，其影响程度与分布式电源的接入部位，以及电源的实际容量直接相关。
4新能源发电对电力系统的影响
4.1大型新能源发电基地并网时,要求新能源发电具有能够支撑电力系统安全运行的控制性能,而我国新能源发展并不是很完善,所以,在并网时可能会产生一些问题,使对电力系统的控制失控,从而会影响整个电网的安全。
4.2可能会造成系统稳定性差
由于新能源分布的地区差异大,且容易受到自然的影响,采用新能源发电对电力系统的稳定性来说并不是一个绝佳的选择。举个例子,假设用太阳能发电,如果遇到阴雨天或者晚上,那么发电效率就大大下降,此时只能依靠传统的大电网进行发电;而采用风能发电的方式,受自然条件影响较大,靠天生活;而采用水能、地热能等,地区差异太大,沿海地区水能充沛,而内陆地区像新疆等地,则属于缺水地区,水能发电并不死一个好的方式。由于这些能源的不稳定性,造成电网电压突降,导致系统电压稳定性下降。
结语
新能源发电与分布式发电有助于推动电力事业不断进步，在能源紧缺、生态环境污染严重的今天，需推动新能源发电与分布式发电的实际应用。对比分布式发电与新能源发电的各种优缺点以及对电力系统的影响,应该把这两种方式结合起来,不应该只依靠单一的方式进行发电,使其在同一个供电系统中相互补充,相互协调,从而稳定电压,提高资源的利用率,优化资源配置、达到可持续发展的目标,使污染越来越小。相信,在未来的发展中,分布式新能源发电将会得到广泛的应用。
参考文献
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