新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响

栾庆亮

摘要：目前，由于不可再生能源日益枯竭，原有的发电方式已难以满足社会持续发展的需要，同时人们对电力的质量、稳定性要求也越来越高，分布式发电应运而生。分布式发电作为一种对实现可持续发展目标有积极作用的技术，其优点主要体现在解决原有发电模式的弊端，使之得到合理应用上。

关键词：新能源发电;分布式发电;电力系统;分析

前言

近几年来，随着我国社会经济发展水平的不断提高和可持续发展思想的日益深入，加上当前环境污染严重和资源短缺的现实问题，国家对能源供应的环保、可靠、安全等方面的要求也越来越高，从而也对电网建设提出了更高的要求。为了更好地改善当前的现状和存在的问题，分布式发电和新能源发电的两种发电方式被普遍采用。

1新能源的发展现状

以低碳经济为背景，开发和利用清洁能源，追求绿色 GDP，最核心的就是积极发展清洁能源，通过减少温室气体排放来实现绿色发展目标。这是一种具有储备优势的可再生能源。近几年来，我国大力发展新能源，以保障能源安全，同时促进构建友好型社会。在优化调度的同时，以湖南为例，优先消纳风能、光伏发电和水力发电等清洁能源，到2019年8月底，新能源并网规模同比增长23.3%，清洁能源装机容量同比增长57.8%，占比45.0%。然而新能源发电技术尚处于发展阶段，有许多技术及其应用还不够成熟，面临着巨大的挑战，需要不断地进行创新与探索，以释放技术能量。

2新能源发电技术对电力系统的影响

现代社会中，新能源发电技术的广泛应用，给电力系统带来了严重的冲击。一部分新能源发电机组容量相对较小，常用于异步发电机，但在应用过程中，由于没有单独的励磁装置，使发电机在并网前没有电压，而多个异步发电机并网后，又会对同一电网内的其他电子设备的运行产生影响。

3分布式发电概述

伴随着电力工业的日益成熟，在保证电能质量的基础上，如何节约资源，降低能耗，分布式发电的出现是必然的。传统发电模式的特点是集中供电，用户提出的具体要求很难得到满足，此外，集中发电设备多采用火力发电，需要通过燃烧化石能源的方式来发电，这不仅会破坏环境，而且会加速能源的耗竭。分布电站的特点是小规模，分散在用户周围，直接向用户供电。科技进步为完善分布式发电提供了有力的技术支持，这种发电模式的优点主要体现在：利用水能、风能等新能源完成供电，不仅优化了能源的使用结构，缓解了能源枯竭问题;因此，分布式发电就是指分布在用户附近，满足了用户的特殊需要，对配电网的经济运行有帮助的技术。

4分布式发电的影响及问题

（1）分布式发电给电网带来的不稳定性影响，针对其存在的问题，寻找有针对性的解决方案，分析分布式电源在并网后带来的好处和有利影响。

（2）电力系统分析的方法各不相同，具体可分为潮流分析、故障分析和稳定分析三种。

（3）根据电源组合方式的不同，对各种类型的电源进行了分类研究，分析了多种分布式电源组合方式存在的隐患。

5新能源发电技术在电力系统中的具体应用

5.1风力发电技术

（1）风扇类型。按照装机容量的指标来划分，主要有小型机、中型机、大型机和特种机。一般而言，风机的容量越大，叶片的长度就越长。针对发电机的转速指标，将其细化为恒速机，变速器，多态定速机。

（2）设备组成和功能分析。所用风力发电机，由风轮、船舱和底座等组成。风轮运转时，由叶片、变桨系统等组成。叶形如何，影响风的吸收度程度。运转中，风机的风速若大于切出风速，则利用旋转状态的叶尖，完成气动制动。如刀片运行状态异常，则应及时有效地处理覆冰或腐蚀等问题，确保刀片得到有效保护和保护。

（3）风机控制技术。所用的并网发电机，包括双馈机，双速异步机和变速风力发电机。引入模糊控制技术的新型并网技术，有效地调节转速和功率。采用神经网络控制风轮叶片浆距和预测风轮气动特性，具有较好的效果。在风电场并网运行时，采用吸收无功的方式，为保证运行效益，对风电场配置 SVC或其它无功补偿装置，实时动态补偿，减少由于输送功率引起的系统振荡，优化电网运行状态。

5.2电池组

由于太阳能电池包含了更多种类。晶体硅电池可以分为两类，一类为单晶电池，另一类为多晶电池;与其他类型相比，硅基薄膜光伏电池在工作效率方面的表现稍显不足，而复合薄膜电池由于其对环境和人体的严重污染和危害，使这种类型的电视使用频率较低。目前效率最高的电池主要是聚光光伏电池，但是需要有散热器和聚光系统配置，为了保证其聚光效率，所投入的设备成本要比产生的发电效益高得多，所以要使聚光电池在商业领域得到有效应用，还需加强对聚光电池的研究。

6分布式发电技术

6.1太阳能发电

随着人们对绿色环保观念的重视，太阳能作为一种主要的能源被广泛应用于各个领域。太阳能电池一般依靠单晶硅、多晶硅等材料，实现了太阳能转化为电能的目的，在节约能源和减少能源压力方面起到显著的节能环保作用。作为一种典型的可再生能源，太阳能的应用能有效地减轻废物排放所带来的环境污染问题，符合可持续发展的要求。其具体应用如下：在阳光充足的白天，利用光伏电池完成太阳能向电能的连续转换，前提是满足用户对电能的需要，储存剩余电能，为夜间供电提供保障。但由于光伏电池更容易受外界因素的影响，如光照强度、光照时间等，因此，现阶段光伏电池的太阳能转换率并不理想，对其应用所获得的实际效益也受到一定的限制。

6.2燃料电池发电

燃料电池主要是指一种现代的能量存储设备，燃料电池发电技术是一种化学能通过化学反应转化成电能的技术。一般的蓄电池与燃料电池相似，但又不完全相同，其能量密度相对较高，是由电解液、阳极和阴极组成，它们通过电化学反应把电子转换成离子，而阴极和阳极则通过得失电子产生电流。另外，燃料电池发电需要不间断地添加催化剂和燃料来满足连续发电的要求。

结语

总之，在新时期的发展过程中，开发和利用新能源已成为一种必然趋势。虽然我国对于新能源的开发利用还存在不小的差距，但随着我国不断深入的研究和发展，相信在未来，新能源分布式发电系统能够在我国得到更好的发展和利用，为我国的能源方面利用开辟了新的一页。在能源短缺、生态环境污染严重的今天，新能源发电和分布式发电有助于推动电力事业的持续发展，需要推动新能源发电和分布式发电的实际应用。

参考文献

[1]武赓，隆竹寒，曾博，等.计及用户行为的需求响应对分布式发电系统充裕度的影响[J].电力系统自動化，2018，42（8）：119-126.

[2]何德良，贾宏伟.浅析并网光伏发电系统对电网电能质量的影响[J].电子产品世界，2018，25（12）：81，88-89.

[3]张超.新能源发电并网对电网电能质量的分析研究[J].中国设备工程，2019（19）：230-231.

[4]薛易，李坚，张旺，等.光伏并网储能系统电能的控制策略[J].黑龙江科技大学学报，2019（3）：322-328.

杰瑞分布能源有限公司，山东烟台 264003