新能源發(fā)電與分布式發(fā)電及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響分析

張德剛

摘 要： 在科技不斷進(jìn)步發(fā)展的背景下，電力系統(tǒng)開(kāi)始朝向新能源發(fā)電和分布式發(fā)電融合方向發(fā)展。本文圍繞電力系統(tǒng)展開(kāi)分析，具體分析了新能源發(fā)電技術(shù)及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響、分布式發(fā)電技術(shù)及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響。

關(guān)鍵詞： 新能源發(fā)電;分布式發(fā)電;電力系統(tǒng);影響

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM61 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.40.155

在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的背景下，經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)發(fā)展不斷加大了能源需求量。傳統(tǒng)能源已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求。在此背景下，為了保證電力系統(tǒng)可以在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中持續(xù)發(fā)揮出效能，有必要重視電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，高度關(guān)注電力事業(yè)的持續(xù)發(fā)展，這就要求電力系統(tǒng)中加強(qiáng)應(yīng)用新能源發(fā)電技術(shù)。因此，從提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性及安全性角度考慮，本文圍繞“新能源發(fā)電與分布式發(fā)電及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響”進(jìn)行分析研究具備一定的價(jià)值意義。

1 新能源發(fā)電技術(shù)及其對(duì)電力系統(tǒng)的具體影響分析

1.1 新能源發(fā)電技術(shù)

相比傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)，新能源發(fā)電技術(shù)具有一系列顯著優(yōu)勢(shì)，總結(jié)包括如下幾個(gè)方面，一是新能源是可再生能源，可滿(mǎn)足當(dāng)下經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)對(duì)能源的需求，從而可以解決經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)發(fā)展與能源稀缺的矛盾;二是新能源又可稱(chēng)之為清潔能源，在使用過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生污染性物質(zhì)，從而不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)環(huán)境友好發(fā)展[1]。三是新能源是可持續(xù)能源，具有可再生特點(diǎn)，意味著能源儲(chǔ)量不會(huì)因社會(huì)發(fā)展使用而面臨枯竭，可以源源不斷為社會(huì)建設(shè)提供有效能源。據(jù)有效調(diào)查結(jié)果表明，當(dāng)下新能源發(fā)電技術(shù)主要包括風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)、水力發(fā)電技術(shù)等技術(shù)[2]。

1.2 新能源發(fā)電技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的具體影響

新能源發(fā)電技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，所產(chǎn)生的影響，總結(jié)包括如下幾個(gè)方面：

（1）在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，新能源技術(shù)的廣泛使用，對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。但是在新能源發(fā)電過(guò)程中，因新能源發(fā)電機(jī)組容量較小，會(huì)廣泛使用異步發(fā)電機(jī)，但是在實(shí)踐應(yīng)用中，由于缺乏單獨(dú)勵(lì)磁裝置，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)之前未能產(chǎn)生電壓，多臺(tái)異步發(fā)電機(jī)一同并網(wǎng)，會(huì)對(duì)同一電網(wǎng)系統(tǒng)中的電子設(shè)備產(chǎn)生干擾而影響電子設(shè)備的正常運(yùn)行[3]。

（2）通常而言，在規(guī)模較為龐大的電網(wǎng)系統(tǒng)中，往往會(huì)預(yù)留一定的備用空間和設(shè)定較高的調(diào)節(jié)范圍，以保證電壓頻率的穩(wěn)定，所以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在并網(wǎng)時(shí)，電壓頻率穩(wěn)定問(wèn)題無(wú)須考慮，但是一些規(guī)模較小的電網(wǎng)則要考慮電壓頻率穩(wěn)定問(wèn)題。在大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)中，往往是多臺(tái)風(fēng)電機(jī)組同時(shí)并列運(yùn)行，同時(shí)進(jìn)行直接并網(wǎng)工作，這樣會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)電網(wǎng)電壓驟降;倘若風(fēng)速高于切出值，風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)在固定出力狀態(tài)的基礎(chǔ)上，退出并網(wǎng)狀態(tài)，從而導(dǎo)致大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電機(jī)組突然停運(yùn)，進(jìn)而導(dǎo)致極端電容補(bǔ)償大量損耗，并使電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低[4]。

（3）在現(xiàn)代能源危機(jī)解決中，新能源發(fā)電技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用，可以在有效應(yīng)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)中能源危機(jī)的同時(shí)，大幅度提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，更為關(guān)鍵的是新能源發(fā)電系統(tǒng)可以有效解決傳統(tǒng)能源系統(tǒng)所產(chǎn)生的環(huán)境污染問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)社會(huì)建設(shè)和生態(tài)環(huán)境友好發(fā)展。

（4）新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，可以大幅度提高電力系統(tǒng)中能源利用率，且可以滿(mǎn)足當(dāng)下發(fā)電事業(yè)可持續(xù)發(fā)展對(duì)能源的持續(xù)需求，也可以為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)健康發(fā)展、電力系統(tǒng)高效運(yùn)行提供有力保障。

2 分布式發(fā)電技術(shù)及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響分析

2.1 分布式發(fā)電技術(shù)

目前，電力事業(yè)日漸成熟，人們廣泛關(guān)注在保證電能質(zhì)量的基礎(chǔ)上，逐步以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排為目標(biāo)，在此背景下，分布式發(fā)電技術(shù)的出現(xiàn)已經(jīng)是必然趨勢(shì)。傳統(tǒng)發(fā)電模式為集中供電，無(wú)法滿(mǎn)足不同區(qū)域用戶(hù)的真實(shí)用電需求。同時(shí)，集中發(fā)電主要以火力發(fā)電為主，需要大量燃燒煤炭等不可再生化學(xué)能源來(lái)提供動(dòng)力，在發(fā)電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，且不可再生化學(xué)能源會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展而加速枯竭。而分布式發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn)在于規(guī)模小，且分布在用戶(hù)附近，可以采取直接供電方式來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)實(shí)際用電需求。在科技快速發(fā)展的支持下，分布式發(fā)電系統(tǒng)的完善，促使其可以采用太陽(yáng)能、水力、風(fēng)能等新能源發(fā)電設(shè)備直接為用戶(hù)供電，一方面可以通過(guò)優(yōu)化能源使用結(jié)構(gòu)來(lái)緩解能源危機(jī);另一方面分布式發(fā)現(xiàn)主要是分布在用戶(hù)附近，可以結(jié)合用戶(hù)需求進(jìn)行供電，保證了配電網(wǎng)的高效運(yùn)行。

2.2 分布式發(fā)電技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的影響

首先，電壓方面，分布式發(fā)電技術(shù)的廣泛使用，直接改變了電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而對(duì)電流方向和大小產(chǎn)生了直接影響，進(jìn)而影響配電網(wǎng)電壓。在具體的操作中，必須合理調(diào)節(jié)電壓，才能規(guī)避電網(wǎng)運(yùn)行中負(fù)荷電壓提升或降低問(wèn)題，以保障用戶(hù)用電安全及電器安全。其次，電能質(zhì)量方面，分布式發(fā)電在具體的操作中，會(huì)大量使用電力電子轉(zhuǎn)換器，直接增加了電網(wǎng)中非線(xiàn)性負(fù)荷，增大了電網(wǎng)中電壓或者電流不穩(wěn)定現(xiàn)象的發(fā)生幾率。在電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)負(fù)載過(guò)大的情況下，通過(guò)分布式發(fā)電則可以有效降低電網(wǎng)負(fù)荷，以規(guī)避電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定問(wèn)題的發(fā)生，有效提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平。最后，繼電保護(hù)方面，分布式發(fā)電連接方式呈現(xiàn)放射狀，雖有著便捷的運(yùn)行方式，但是電流保護(hù)操作實(shí)踐具有較大的難度，且分布式發(fā)電連接之后，會(huì)出現(xiàn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化情況，促使單向流入負(fù)荷轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘞蛄魅胴?fù)荷，從而給繼電保護(hù)產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，分布式發(fā)電會(huì)讓電源本身分布出現(xiàn)顯著的不規(guī)則特點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致相鄰的饋線(xiàn)之間相互干擾，從而產(chǎn)生故障電流，導(dǎo)致流經(jīng)饋電繼電器的電流量減少，進(jìn)而使得繼電保護(hù)器無(wú)法發(fā)揮出保護(hù)作用。在實(shí)踐中，為了有效解決繼電器保護(hù)問(wèn)題，應(yīng)重視斷路器及其相關(guān)保護(hù)裝置的升級(jí)操作。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，目前新能源發(fā)電和分布式發(fā)電技術(shù)已廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，為電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。鑒于新能源發(fā)電和分布式發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響，在新能源發(fā)電和分布式發(fā)電過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)新設(shè)備和新技術(shù)的研發(fā)，以保證電力系統(tǒng)安全、可靠的運(yùn)行。

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