新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响

滕昕颖

摘  要：新能源发电与分布式发电是近年来兴起的利用清洁能源、可再生能源进行发电的发电过程，对于我国能源的可持续发展，降低用电高峰时期的电网供电压力有很重要的作用。但是其会对电力系统造成影响，基于此，本文将对新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响进行探讨，以供参阅。

关键词：新能源发电;分布式发电;电力系统;影响

1新能源发电与分布式发电的概述

1.1新能源发电

新能源主要是指传统能源之外的各种能源形式，主要包括风能、太阳能、水能、地热能等，新能源发电就是指依靠这些新型的能源进行发电，而不是单纯地依靠煤炭石油等传统能源进行发电。采用新能源方式进行发电，不仅可以实现资源的可持续利用，而且可以优化资源配置，把闲置资源转化为可利用资源，提高资源的利用率。另外，新能源发电具有可持续利用、环保、可再生的特点。虽然地球上储备的石油、天然气等燃料能源数量巨大，可供人类现阶段的使用，但在能源需求量更大、开采量巨大的未来，地球上的石油等燃料的储存是越来越少的。新能源不同，风能是利用大气的循环、更不用说太阳能其来源于太阳辐射，人类对于这些能量的使用基本不会对大气产生特别大的影响，尤其是太阳能，每天都会随着阳光源源不断地输送到地球上，可以满足人类的需要。此外，经过了多年的能源利用之后，大气污染已经成为了国际上都十分重视的问题之一，新能源具有清洁性，使用新能源进行发电可以大幅减少燃烧燃料进行发电产生的各种大气污染物，减小对环境的污染。

1.2分布式发电

分布式发电也可称为分散式发电、分散型发电、分散发电，是用多种小型，连接电网的设备发电和储能的技术与系统。顾名思义，是属于一种较为分散的发电方式，与分布式发电相对的是集中式发电。集中发电设备多为火力发电，需要通过燃烧化石能源的方式为发电提供动力，不仅会破坏环境，还会加快能源枯竭的速度。分布式电站的特点是规模较小，分布在用户附近，直接为用户提供电能。科学技术的发展为分布式发电的完善提供了支持，该发电模式的优势主要体现在可以利用水能、风能等新型能源完成供电工作，不仅使能源使用结构得到优化，能源枯竭的情况也得到了缓解。其是一种分布在用户附近、符合特定用户需求、能够为配电网的经济运行提供帮助的技术。分布式发电的特点主要体现在5个方面：（1）原有发电模式需要依托大规模配电站、发电站和发电厂完成供电任务;分布式发电既可以利用水能、风能等可再生能源完成发电，也可以在微型燃气轮机的辅助下完成发电，具有投入少、规模小和建设时间短的特点。（2）分布式发电的综合利用率相对较高。（3）分布式发电拥有独立电源，可以使故障发生的频率大幅降低，提高供电系统的持久性与稳定性。换句话说，即使电网出现大面积故障，分布式发电仍旧可以正常运行。（4）分布式发电在经济性上具有十分突出的表现，由于分布式电源和用户的距离较近，直接就近供电的设想因此而成为现实，这样做不仅降低了输配电损耗，还压缩了投资成本。（5）分布式发电更加环保，应用的发电能源均为可再生能源，不仅可以遏制大量排放污染物的情况，而且高压输电线路建设带来的电磁污染也会有所减少。

2新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响

2.1新能源发电对电力系统的影响

随着新能源发电技术在现代社会的广泛应用，对电力系统产生了严重影响。其影响主要有以下几点：

2.1.1并網过程对电网的冲击

部分可再生能源发电机组由于容量小，常常采用异步发电机。由于没有独立的励磁装置，并网前发电机本身没有电压。因此并网时必然伴随一个过渡过程，会出现5-6倍额定电流的冲击电流。对小容量的电网而言，大量异步电机同时并网将会造成电网电压的大幅度下跌。从而影响接在同一电网上的其它电器设备的正常运行，甚至会影响到整个电网的稳定与安全。

2.1.2对系统稳定性的影响

大型电网一般具有足够的备用容量和调节能力，风电进入一般不必考虑频率稳定性问题，但是对于孤立运行的小型电网。风电带来的频率偏移和稳定性问题不容忽视。若大型风电场多台风力发电机组同时直接并网会造成电网电压骤降：当风速超过切出值，风力发电机会从额定出力状态自动退出并网状态，风力发电机组的大量停运会造成损失大量的机端电容补偿。从而会导致电网电压突降，而电网电压突降必然会导致系统电压稳定性水平降低。

2.2分布式发电对电力系统的影响

分布式发电对电力系统的影响主要有以下几点：

2.2.1对继电保护的影响

由于分布式电源的接入可能导致双向潮流，并且一些分布式电源（如风电）出力的随机性和波动性将导致其频繁的投切，这些都对传统的继电保护产生极大的威胁，主要体现在以下几个方面：（1）对于继电保护中的电流保护，在未接入分布式电源之前，当线路发生故障时，继电器可以通过检测到故障电流及时动作;在分布式电源接入以后，系统潮流的大小和方向都可能发生变化，进而可能和故障电流叠加后使流过继电器中的电流减少，继电保护因此可能失效，甚至可能出现保护的死区。（2）分布式电源一般安装在母线上，当母线附近区域发生故障时，分布式电源的出力可能使得所在线路继电器检测到的电流大于继电保护的整定值，进而发生误动作，引发无故障跳闸。（3）由于电力系统中的故障大多数是瞬时的，因此自动重合闸装置可以有效的对因为瞬时故障而跳开的线路断路器重新合闸，从而大大增加了供电的可靠性。当分布式电源接入以后，当线路发生故障跳开时，如果分布式电源继续向故障点供电，就有可能造成持续电弧，导致绝缘子击穿，自动重合闸失败。

2.2.2对电能质量的影响

分布式发电操作实际开展过程中会涉及大量电力电子转换器的应用，使得许多非线性负载大幅度增加，进而使得电网产生电压及电流波形畸变的问题出现的可能性大幅度提升，具体而言，（1）分布式发电过程中，完成配电网接入操作以后，倘若分布式电源自身的功率相对较大，便可能在电源启动后导致电网电压于短时间内出现剧烈的变化，这种情况也称之为电压闪变，进而会导致相应系统整体电能质量大幅度降低。（2）对转换器的应用通常涉及系统谐波污染问题，且一般来讲，转换器的数量越大，对谐波幅度产生的影响便会越大，最终会导致电能的质量出现降低的问题。（3）除上述两点外，分布式发电对电能质量也存在积极影响，特别是基于电网关联负载较大的情况下，通过分布式发电，可促使电网负荷降低，进而使得系统出现故障的可能性降低，有助于更好的确保电网运行稳定。

2.2.3对电压的影响

分布式发电使得电力系统结构发生改变，对电流的方向和大小产生影响，使其产生变化，电压由于电流方向和大小变化的影响产生变化。针对此类状况，需要针对原有调节方案开展优化和改良操作，并设计出具备更高实效性的电压调节计划。分布式电源容量及位置均会对电压的变化产生影响，通过有效开展电压调节操作的方式，可大幅度降低电网负荷点电压提升情况出现的可能性，更好的确保居民用电安全。

3结束语

在能源紧缺、生态环境污染严重的今天，需推动新能源发电与分布式发电的实际应用。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，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。

参考文献

[1]樊烜尚，何欣洁浅析分布式发电对电力系统的影响[J]电子制作，2019（22）：87-88+86.

[2]曹钰新能源发电在电力系统中的应用[J]电子技术与软件工程，2019（21）：227-228.