新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响

苑佳卉

中核辽宁核电有限公司 辽宁 葫芦岛 125100

引言

受可持续发展理念的指导，近年来，我国不断强调绿色发展可持续，既要保障社会经济发展水平的提高，又要关注自然生态环境的治理，实现经济发展与自然和谐相处。但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。

1 分布式发电模式的基本概念及优势

分散发电模式，是指由多个单一模块组成的小型独立发电设施，例如通常包括发电单元，存储单元和控制单元等。分布式发电系统通过为特定用户执行发电操作来满足特定用户的需求。相较于传统的集中化发电模式，分布式电源的概念更加灵活，有助于区域电力的自我控制和分配调整，节省特殊用电区域的电力和传输成本，同时满足该地区的电力需求，保证了用电的安全可靠。进一步划分该发电模式，可以根据所使用的能源，将其划分为根据化石能源，可再生能源和混合能源等三种发电类型。其中，使用新能源的分散式发电系统对中国的能源发展等方面具有重要意义，满足国家对能源的清洁要求。近年来我国对能源研究坚持丰富而清洁的能源需求分布式发电满足这一要求。

2 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。

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

3 新能源发电模式对电力系统的影响

其一，当将大规模的新能源发电基地连接到总电网前，需要新能源的电力确保支持电力系统安全运行，并具有良好的控制性能。然而现阶段我国的新能源发展现状是，新能源的发展起步较晚，发展不全面，电力入网应对能力不足，容易导致电网失控，对电网的正常运行是不利的。

其二，系统的稳定性可能会受较大影响。新能源发电模式可以细分为多种发电原理，需要的发电能源是不同的，例如潮汐能、风能等，其发电站点分布存在巨大的区域差异，受自然环境的影响较为敏感，因此使用新能源发电不是有效保障电网稳定性的良好选择。例如，当太阳能用于发电时，受气候因素有效较大，雨雪天气发电效率会显着下降，无法满足用户的需要。而适用风能发电同样如此，极端恶略天气还会造成发电设备的损坏。还有用水能，地热能发电的方式，受区域差异的影响严重，如沿海地区水能丰富，但我国内陆地区就不适用水力发电。地热能发电更是只适用于特殊地理区域。且这些能源都是自然能源，受环境因素影响，发电状态不稳定也会影响电网中的电压，实用性不强。

结束语

基于国家绿色可持续发展的口号，能源领域也作出了相应的转变。分布式发电与新能源发电模式各有利弊，需要将二者有机结合，优势互补。避免单一发电模式，丰富能源获取方式，提高电网的稳定性，满足人们生产生活的需要。