新能源發電與分布式發電及其對電力系統的影響

苑佳卉

中核遼寧核電有限公司 遼寧 葫蘆島 125100

引言

受可持續發展理念的指導，近年來，我國不斷強調綠色發展可持續，既要保障社會經濟發展水平的提高，又要關注自然生態環境的治理，實現經濟發展與自然和諧相處。但現階段仍然存在污染嚴重和資源能源的稀缺的現象，國家正在進一步加強能源的環保性能，提高電力供應的安全系數以及使用質量，為生產生活提供能源保障。然而大多數電網由于其自身的缺陷而不能滿足時代的發展要求。因而需要新的能源生產模式，近些年，分布式發電技術以及新能源發電被廣泛用于進一步改善電網問題。本篇文章將剖析兩種發電模式的利弊，分析能源系統對能源系統的影響，研究哪種更適合未來能源發展。

1 分布式發電模式的基本概念及優勢

分散發電模式，是指由多個單一模塊組成的小型獨立發電設施，例如通常包括發電單元，存儲單元和控制單元等。分布式發電系統通過為特定用戶執行發電操作來滿足特定用戶的需求。相較于傳統的集中化發電模式，分布式電源的概念更加靈活，有助于區域電力的自我控制和分配調整，節省特殊用電區域的電力和傳輸成本，同時滿足該地區的電力需求，保證了用電的安全可靠。進一步劃分該發電模式，可以根據所使用的能源，將其劃分為根據化石能源，可再生能源和混合能源等三種發電類型。其中，使用新能源的分散式發電系統對中國的能源發展等方面具有重要意義，滿足國家對能源的清潔要求。近年來我國對能源研究堅持豐富而清潔的能源需求分布式發電滿足這一要求。

2 分布式發電對電力系統的作用及影響

由于分布式發電需要調配各個獨立發電站點對整體配電網絡的供應，因此容易導致供電網絡的運行不穩定，即并且配電網絡的穩態電壓在連接配電網絡后可能會波動，導致原有的配電規劃需要做出調整。變動常常會對電力系統造成較大的影響，因此需要提前預判這些影響，以較好的應對。分散式發電對發電網絡的影響主要表現在以下兩方面，其一，分布式配電接入總配電網絡造成的影響，主要從其電量大小，接入總網的位置來考慮。其二，相同的穿透率會進一步集中，對電壓的輔助效果沒有應用分布式配電帶來的效果好。

2.1 對電能質量的影響

現有的分布式發電技術，是在電力電子技術的指導下產生并發展的。在許多電力電子轉換器的壓力下非線性負載顯著增加，容易造成總電網的電流電壓參數異常波動，嚴重影響電網的正常供應。對電力質量的影響體現在電壓顫動以及是諧波污染兩方面。

2.2 對繼電保護轉置的影響

分布式配電站點在農村地區采取放射型分布，能夠方便地操縱配電結構，并且還可以起到電流保護作用。由于放射行分布結構允許電流在電網連接到分布式電源之后流到各種負載，實現了對總電網固有的繼電保護機制的加強有利于電網的性能穩定。

2.3 分布式發電對系統電壓的影響

在分散式發電模式中，每個站點的電源最終都要連接到總的電力分配網絡，并且接入到分配系統后，系統的電源結構也會變為多電源結構，而不再是放射型電源分布，其對應的電流流動的大小和方向也會相應變化，影響總電網的穩定運行。之后，電網的穩定電壓發生變化并且將分布式電網連接后，原有的電壓調節方案將不再適用變化后的電網電壓調整的要求。為防止電網變化對消費者的用電影響，管理部門此時有必要重新評估電網接入對電網電壓的影響，做出合理的調整，恢復電網的供電穩態。定量分析這種效應，常常通過計算潮流的方法。然而，傳統的潮流計算缺乏對分布式發電領域的研究。因此，需要建立了一個具有靈敏度補償的新電源模型，它模擬了一些典型的分布式電源，例如，目前常用的異步發電機和同步電動機以及燃料電池的工作狀況，實現可以應用于多分布系統的計算方法。根據實際案例分析，對分布式電力總網電壓會受到分布式電源接入的影響，其影響程度與分布式電源的接入部位，以及電源的實際容量直接相關。

3 新能源發電模式對電力系統的影響

其一，當將大規模的新能源發電基地連接到總電網前，需要新能源的電力確保支持電力系統安全運行，并具有良好的控制性能。然而現階段我國的新能源發展現狀是，新能源的發展起步較晚，發展不全面，電力入網應對能力不足，容易導致電網失控，對電網的正常運行是不利的。

其二，系統的穩定性可能會受較大影響。新能源發電模式可以細分為多種發電原理，需要的發電能源是不同的，例如潮汐能、風能等，其發電站點分布存在巨大的區域差異，受自然環境的影響較為敏感，因此使用新能源發電不是有效保障電網穩定性的良好選擇。例如，當太陽能用于發電時，受氣候因素有效較大，雨雪天氣發電效率會顯著下降，無法滿足用戶的需要。而適用風能發電同樣如此，極端惡略天氣還會造成發電設備的損壞。還有用水能，地熱能發電的方式，受區域差異的影響嚴重，如沿海地區水能豐富，但我國內陸地區就不適用水力發電。地熱能發電更是只適用于特殊地理區域。且這些能源都是自然能源，受環境因素影響，發電狀態不穩定也會影響電網中的電壓，實用性不強。

結束語

基于國家綠色可持續發展的口號，能源領域也作出了相應的轉變。分布式發電與新能源發電模式各有利弊，需要將二者有機結合，優勢互補。避免單一發電模式，豐富能源獲取方式，提高電網的穩定性，滿足人們生產生活的需要。