新能源發電與分布式發電及其對電力系統的影響

滕昕穎

摘? 要：新能源發電與分布式發電是近年來興起的利用清潔能源、可再生能源進行發電的發電過程，對于我國能源的可持續發展，降低用電高峰時期的電網供電壓力有很重要的作用。但是其會對電力系統造成影響，基于此，本文將對新能源發電與分布式發電及其對電力系統的影響進行探討，以供參閱。

關鍵詞：新能源發電;分布式發電;電力系統;影響

1新能源發電與分布式發電的概述

1.1新能源發電

新能源主要是指傳統能源之外的各種能源形式，主要包括風能、太陽能、水能、地熱能等，新能源發電就是指依靠這些新型的能源進行發電，而不是單純地依靠煤炭石油等傳統能源進行發電。采用新能源方式進行發電，不僅可以實現資源的可持續利用，而且可以優化資源配置，把閑置資源轉化為可利用資源，提高資源的利用率。另外，新能源發電具有可持續利用、環保、可再生的特點。雖然地球上儲備的石油、天然氣等燃料能源數量巨大，可供人類現階段的使用，但在能源需求量更大、開采量巨大的未來，地球上的石油等燃料的儲存是越來越少的。新能源不同，風能是利用大氣的循環、更不用說太陽能其來源于太陽輻射，人類對于這些能量的使用基本不會對大氣產生特別大的影響，尤其是太陽能，每天都會隨著陽光源源不斷地輸送到地球上，可以滿足人類的需要。此外，經過了多年的能源利用之后，大氣污染已經成為了國際上都十分重視的問題之一，新能源具有清潔性，使用新能源進行發電可以大幅減少燃燒燃料進行發電產生的各種大氣污染物，減小對環境的污染。

1.2分布式發電

分布式發電也可稱為分散式發電、分散型發電、分散發電，是用多種小型，連接電網的設備發電和儲能的技術與系統。顧名思義，是屬于一種較為分散的發電方式，與分布式發電相對的是集中式發電。集中發電設備多為火力發電，需要通過燃燒化石能源的方式為發電提供動力，不僅會破壞環境，還會加快能源枯竭的速度。分布式電站的特點是規模較小，分布在用戶附近，直接為用戶提供電能。科學技術的發展為分布式發電的完善提供了支持，該發電模式的優勢主要體現在可以利用水能、風能等新型能源完成供電工作，不僅使能源使用結構得到優化，能源枯竭的情況也得到了緩解。其是一種分布在用戶附近、符合特定用戶需求、能夠為配電網的經濟運行提供幫助的技術。分布式發電的特點主要體現在5個方面：（1）原有發電模式需要依托大規模配電站、發電站和發電廠完成供電任務;分布式發電既可以利用水能、風能等可再生能源完成發電，也可以在微型燃氣輪機的輔助下完成發電，具有投入少、規模小和建設時間短的特點。（2）分布式發電的綜合利用率相對較高。（3）分布式發電擁有獨立電源，可以使故障發生的頻率大幅降低，提高供電系統的持久性與穩定性。換句話說，即使電網出現大面積故障，分布式發電仍舊可以正常運行。（4）分布式發電在經濟性上具有十分突出的表現，由于分布式電源和用戶的距離較近，直接就近供電的設想因此而成為現實，這樣做不僅降低了輸配電損耗，還壓縮了投資成本。（5）分布式發電更加環保，應用的發電能源均為可再生能源，不僅可以遏制大量排放污染物的情況，而且高壓輸電線路建設帶來的電磁污染也會有所減少。

2新能源發電與分布式發電及其對電力系統的影響

2.1新能源發電對電力系統的影響

隨著新能源發電技術在現代社會的廣泛應用，對電力系統產生了嚴重影響。其影響主要有以下幾點：

2.1.1并網過程對電網的沖擊

部分可再生能源發電機組由于容量小，常常采用異步發電機。由于沒有獨立的勵磁裝置，并網前發電機本身沒有電壓。因此并網時必然伴隨一個過渡過程，會出現5-6倍額定電流的沖擊電流。對小容量的電網而言，大量異步電機同時并網將會造成電網電壓的大幅度下跌。從而影響接在同一電網上的其它電器設備的正常運行，甚至會影響到整個電網的穩定與安全。

2.1.2對系統穩定性的影響

大型電網一般具有足夠的備用容量和調節能力，風電進入一般不必考慮頻率穩定性問題，但是對于孤立運行的小型電網。風電帶來的頻率偏移和穩定性問題不容忽視。若大型風電場多臺風力發電機組同時直接并網會造成電網電壓驟降：當風速超過切出值，風力發電機會從額定出力狀態自動退出并網狀態，風力發電機組的大量停運會造成損失大量的機端電容補償。從而會導致電網電壓突降，而電網電壓突降必然會導致系統電壓穩定性水平降低。

2.2分布式發電對電力系統的影響

分布式發電對電力系統的影響主要有以下幾點：

2.2.1對繼電保護的影響

由于分布式電源的接入可能導致雙向潮流，并且一些分布式電源（如風電）出力的隨機性和波動性將導致其頻繁的投切，這些都對傳統的繼電保護產生極大的威脅，主要體現在以下幾個方面：（1）對于繼電保護中的電流保護，在未接入分布式電源之前，當線路發生故障時，繼電器可以通過檢測到故障電流及時動作;在分布式電源接入以后，系統潮流的大小和方向都可能發生變化，進而可能和故障電流疊加后使流過繼電器中的電流減少，繼電保護因此可能失效，甚至可能出現保護的死區。（2）分布式電源一般安裝在母線上，當母線附近區域發生故障時，分布式電源的出力可能使得所在線路繼電器檢測到的電流大于繼電保護的整定值，進而發生誤動作，引發無故障跳閘。（3）由于電力系統中的故障大多數是瞬時的，因此自動重合閘裝置可以有效的對因為瞬時故障而跳開的線路斷路器重新合閘，從而大大增加了供電的可靠性。當分布式電源接入以后，當線路發生故障跳開時，如果分布式電源繼續向故障點供電，就有可能造成持續電弧，導致絕緣子擊穿，自動重合閘失敗。

2.2.2對電能質量的影響

分布式發電操作實際開展過程中會涉及大量電力電子轉換器的應用，使得許多非線性負載大幅度增加，進而使得電網產生電壓及電流波形畸變的問題出現的可能性大幅度提升，具體而言，（1）分布式發電過程中，完成配電網接入操作以后，倘若分布式電源自身的功率相對較大，便可能在電源啟動后導致電網電壓于短時間內出現劇烈的變化，這種情況也稱之為電壓閃變，進而會導致相應系統整體電能質量大幅度降低。（2）對轉換器的應用通常涉及系統諧波污染問題，且一般來講，轉換器的數量越大，對諧波幅度產生的影響便會越大，最終會導致電能的質量出現降低的問題。（3）除上述兩點外，分布式發電對電能質量也存在積極影響，特別是基于電網關聯負載較大的情況下，通過分布式發電，可促使電網負荷降低，進而使得系統出現故障的可能性降低，有助于更好的確保電網運行穩定。

2.2.3對電壓的影響

分布式發電使得電力系統結構發生改變，對電流的方向和大小產生影響，使其產生變化，電壓由于電流方向和大小變化的影響產生變化。針對此類狀況，需要針對原有調節方案開展優化和改良操作，并設計出具備更高實效性的電壓調節計劃。分布式電源容量及位置均會對電壓的變化產生影響，通過有效開展電壓調節操作的方式，可大幅度降低電網負荷點電壓提升情況出現的可能性，更好的確保居民用電安全。

3結束語

在能源緊缺、生態環境污染嚴重的今天，需推動新能源發電與分布式發電的實際應用。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，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。

參考文獻

[1]樊烜尚，何欣潔淺析分布式發電對電力系統的影響[J]電子制作，2019（22）：87-88+86.

[2]曹鈺新能源發電在電力系統中的應用[J]電子技術與軟件工程，2019（21）：227-228.