探析新能源發電與分布式發電及其對電力系統的影響

史明亮

（國華能源投資有限公司，北京 100007）

近年來的社會經濟發展中，國家開始大力宣傳綠色可持續發展。在這種模式發展背景下，不僅要保障經濟發展水平不斷提升，還要注重保護生態環境，正確處理經濟發展與環保之間的關系。目前，我國仍然存在較為嚴重的環境污染問題，能源短缺現象日益嚴峻。為更好地解決這一問題，我國開始重視能源的環保性，不斷提高電力發電的安全性和電能的質量。但是，由于電網系統的不穩定性和電網系統自身的缺陷，現有的能源模式無法滿足現代化電力發展的需求。因此，需要相關電力企業轉變發展理念，不斷分析與研究新能源發電和分布式發電技術，達到提高發電安全性能、降低電力系統帶來的不良影響的效果。

1 分布式發電技術

1.1 分布式發電的特點及優勢

分布式發電主要指由多個單一模塊組合而成的發電設施。它的單一模塊包括儲存單元、發電單元以及控制單元等。為了更好地滿足特定用戶的需求，利用分布式發電可以專門為特定用戶執行發電操作。這種模式與之前較為傳統集中化模式相比，更有利于區域內電力的自我控制，并能做到分配調整的效果，在一定程度上節約了特殊情況下各個用電區域的電量，降低了電力運輸成本，確保了用電設備的安全性和可靠性。分布式發電模式按能源類型可以細分為天然化石能源發電、混合能源發電和可再生能源發電3類。利用這種新一代能源發電對分布式發電系統進行能源開發具有重要作用與意義，能夠更好地滿足我國對清潔能源的需求。

1.2 分布式發電對電力系統的影響

1.2.1 分布式發電對控制系統的影響

電力系統有很多種類的控制系統。在設計這些控制系統時，主要采用單向潮流的方式。在這一過程中，若接入分布式電源，會使不同支路潮流方向發生改變。造成這種現象的原因不僅與分布式電源接入位置有關，還與分布式電源容量的大小有關。同時，將這種模式應用于電力系統，還會影響原來線路中各種類型的控制系統[1]。為了能夠合理有效地解決這一問題，大多數電力企業開始將逆變器安裝于并網。但是，利用這種方式接入分布式電源，會影響電力系統的浪涌傳播。因此，要大力研究新型電力電子變換器，使電力系統更好地實現分布式電源接入效果。

1.2.2 分布式發電對電能質量的影響

現階段，分布式發電技術主要是在電力電子技術的指導下產生的。由于大量的電子轉換器在使用過程中會受到壓力，導致非線性負載的數量逐漸變多，電流電壓參數發生異常波動，不利于整個電網的正常運行[2]。在對電力質量的影響方面，這種發電方式主要體現在諧波污染和電壓閃變兩個方面，但在一定程度上也能改善電能的質量。例如：當電網所關聯的負載較大時，分布式發電快速進入使用，能夠有效避免電力系統發生故障，從而起到穩定電網、保障電能質量的作用。

1.2.3 分布式發電對繼電保護的影響

電力系統的應用結構主要呈現出放射狀。在一些偏僻的農村地區，為了能夠使電流運行變得更加簡單，增強過電保護中的經濟效益，一般使用這種放射狀結構系統[3]。但是，如果將分布式電源接入放射狀網絡系統，容易出現潮流發現變化的現象。在這一過程中，對繼電保護設施的影響主要有兩個方面。一方面，接入分布式電源有可能會造成原來的繼電保護裝置失去作用，主要原因在于使用分布式發電方式時，電力系統內部存在故障電流[4]。另一方面，由于大量接入分布式電流，很有可能造成繼電保護出現失誤現象，在沒有故障的狀態下還有可能造成饋線跳閘問題頻發。

1.2.4 分布式發電對系統電壓的影響

在分布式發電狀態下，要保證每個站點內所有電源必須和總的電力分配系統網絡之間相互連接。電源接入分配系統后，該系統的電源組織結構將發生變化，由原先的單一電源組織結構轉變為多電源組織結構，且電流大小與方向隨之發生很大改變，分布狀態也不再僅僅是一種放射性電源分布，對整體的電網穩定性不利[5]。針對這種現象，相關的電力企業必須要有針對性地優化與改良原有的調節方案，設計出更加高效的調節計劃。同時，分布式電源的容量與位置還會對電壓的變化造成一定影響，可以通過開展電壓調節操作的方式降低電網負荷點電壓提升的情況，確保居民用電安全。

1.2.5 分布式發電對配電網磨損的影響

配電網在使用過程中出現了損耗現象，主要原因是出現了潮流現象。將分布式電源接入電網后，很容易引起電力負荷的變化。它接入的位置、運行的主要方式以及容量的大小對配電網的磨損都會造成影響。若接入的容量較小，則所造成的磨損也相對較小；若容量超過了電力負荷的要求，則所造成的電網磨損將會很大。此外，通過計算與分析潮流可以發現，將異步傳動感應式的風力發電機接入電力系統，會增加電力系統的損耗。

2 新能源發電技術

2.1 新能源發電的概念及優勢

新能源主要是指除了傳統能源外所展現的各種新型能源形式。近年來，隨著新能源在發電領域內的廣泛應用，電力企業在發電過程中不再是僅僅依靠于石油、煤炭等能源進行發電作業，而是更多地利用新能源開展發電作業，如太陽能發電、風力發電、水能發電以及地熱能發電等。新能源發電不僅可以優化資源配置，使一些過剩的能源轉變成為可利用的能源，提高能源利用率，而且與傳統能源相比不會造成污染，提高了環境質量[6]。但是，因為我國在使用新能源的過程中還未進行大規模開采與開發，且各地區之間差異較大，所以利用新能源發電的工作難度較大。

2.2 新能源發電模式對電力系統的影響

2.2.1 新能源發電對系統穩定性的影響

通常情況下，利用新能源發電時，如果電網規模較大，那么其儲備的空間也會比較充足，電網的調節能力也相對較高。因此，在將新能源并入電網時，不需要考慮電能頻率是否具有穩定性。若電網規模小，在進行新能源并網時，很容易影響整個電力系統中的電能穩定性。另外，新能源分布存在一定的地域差異，且易受自然環境的影響，會對電力系統的穩定性帶來不利影響。例如：利用太陽能發電時，若出現陰天或雷雨天氣，會大大降低發電效率；風能發電只能在有風的情況下工作；水能、地熱能等發電方式受環境條件的限制，只能夠在特定地點開展工作。由于這些新能源具有不穩定性，若將其并入電網，會對電力系統的穩定性產生影響。

2.2.2 新能源發電對電網的影響

新能源發電使用的機組容量較小，且在發電過程中要用到非常多的異步發電機。因為這些異步發電機并不具備孤立的勵磁裝置，所以在進行發電作業前裝置中并不存在電壓，可能造成系統起勵失敗。同時，利用異步發電機開展并網工作時，過渡環節非常容易產生大量的電流波沖擊。一般情況下，所產生的電流數值為正常額定電流的5～6倍，會對電力系統的穩定性造成巨大沖擊，甚至會破壞整個電力系統。另外，若使用大量異步電機共同并網，會造成電網電壓大幅度波動，不利于整個電力系統的穩定性和安全性。

3 結語

隨著我國經濟的發展與進步，人們對于電力行業的要求越來越高。在進行相關工作前，要結合分布式發電與新能源發電的特點，分析與研究兩者的優勢、缺點以及對電力系統的影響，將兩者有效結合，不只采用一種形式進行發電工作。在利用新能源與分布式發電工作時，還要充分考慮并網過程對原有電力系統造成的不良影響，不斷提升其技術和應用水平，從而確保電力系統工作的安全性和穩定性。