殷玉萍

【摘 ?要】在改革開放的新時(shí)期，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，對(duì)于新能源與電力供應(yīng)質(zhì)量的安全性與可靠性也提出了一種越來越嚴(yán)苛的要求。電網(wǎng)系統(tǒng)作為整個(gè)社會(huì)的重要基礎(chǔ)性工程，其一旦發(fā)生意外情況，也必將會(huì)造成重大的嚴(yán)重后果，輕則大面積停電，重則威脅國(guó)家安全。電力供應(yīng)在社會(huì)生活中的重要作用不言而喻。新能源發(fā)電與分布式發(fā)電是目前電力領(lǐng)域的量大主要發(fā)電形式，均有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)對(duì)于電力系統(tǒng)的影響也不盡相同?；诖?，本文就基于新能源發(fā)電與分布式發(fā)電的基本概念，重點(diǎn)針對(duì)其給電力系統(tǒng)所造成的影響進(jìn)行了分析，旨在能夠?yàn)槲磥黼娏κ聵I(yè)的發(fā)展有所參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】新能源發(fā)電;分布式發(fā)電;電力系統(tǒng);影響;電力供應(yīng)質(zhì)量

引言

分析了分布式發(fā)電和新能源發(fā)電的特點(diǎn)，分別論述了對(duì)電力系統(tǒng)的影響，并進(jìn)行了對(duì)比研究。實(shí)踐證明，未來電力系統(tǒng)的發(fā)展是基于新能源分布式發(fā)電技術(shù)的融合發(fā)展，采用多項(xiàng)新能源發(fā)電技術(shù)的共同運(yùn)用，有利于減少污染，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。

1分布式發(fā)電的概念及優(yōu)點(diǎn)

分布式發(fā)電通常是指電能產(chǎn)生或儲(chǔ)存能量的系統(tǒng)，為滿足附近用戶的需要或者支持電網(wǎng)的運(yùn)行，布置在用戶附近的小型的、模塊化的發(fā)電單元，通常發(fā)電功率在30MW以下，主要包括以液體或氣體為燃料的內(nèi)燃機(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)、太陽能發(fā)電（光伏電池、光熱發(fā)電）、生物質(zhì)能發(fā)電等。分布式發(fā)電是由美國(guó)在1978年作為法規(guī)公布并予以推廣，然后逐漸被其他國(guó)家所接受。之所以分布式發(fā)電能夠被廣大國(guó)家所接受的原因在于，它具有輸電損失小、熱點(diǎn)適應(yīng)性好、能源利用效率高，環(huán)境污染小、可持續(xù)發(fā)展、安全性高等特點(diǎn)，無論是在農(nóng)村還是在城市都適合建設(shè)和發(fā)展分布式發(fā)電，總而言之就是不以大規(guī)模遠(yuǎn)距離運(yùn)輸電力為目的建設(shè)。分布式發(fā)電使用的對(duì)象非常廣泛，“家家都是電廠”，其實(shí)說的就是一種廣義上的分布式概念。隨著技術(shù)成熟，小到一個(gè)家庭，大到一個(gè)工廠都可以運(yùn)用適合的應(yīng)用設(shè)備。什么是電力系統(tǒng)？電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、送變電線路、供配電所和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化為電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。為實(shí)現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對(duì)電能的生產(chǎn)過程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得安全優(yōu)質(zhì)的電能。

2分布式發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響分析

2.1分布式發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)電壓的影響

在分布式發(fā)電模式中，電源主要是接入配電網(wǎng)，而在其接入之后，配電系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)也會(huì)由之前的放射狀結(jié)構(gòu)向多電源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，相應(yīng)的潮流大小與方向也會(huì)隨之改變，進(jìn)而也促使配電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)電壓發(fā)生改變，最終的導(dǎo)致之前的調(diào)壓方案無法滿足分布式電源接入后的配電網(wǎng)電壓需求。此時(shí)為更好地避免對(duì)用戶端所造成的影響也就需要對(duì)分布式電源接入對(duì)電力系統(tǒng)電壓的影響進(jìn)行重新評(píng)估。對(duì)這種影響進(jìn)行量化分析的一大主要手段就是潮流計(jì)算，但由于傳統(tǒng)的潮流計(jì)算并沒有考慮到分布式發(fā)電的影響，因此也就失去的價(jià)值?；谶@一情況，當(dāng)前特對(duì)異步發(fā)電機(jī)及無磁調(diào)節(jié)能力的同步電機(jī)與燃料電池等幾種較為典型的分布式電源進(jìn)行建模，并提出了一套全新的給予靈敏度補(bǔ)償?shù)呐潆娋W(wǎng)潮流計(jì)算方法，該方法對(duì)于多電源配電系統(tǒng)完全適用。研究表明，分布式發(fā)電的接入會(huì)直接影響到配電網(wǎng)饋線上的電壓分布，具體影響程度與所接入電源的接入位置、容量大小有直接關(guān)系。

2.2分布式發(fā)電對(duì)繼電保護(hù)的影響

系統(tǒng)在農(nóng)村大多為放射狀結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@樣的結(jié)構(gòu)可以使得結(jié)構(gòu)運(yùn)行更加方便，在保護(hù)電流方面也起到一定的作用。放射狀結(jié)構(gòu)可以在配電網(wǎng)接入分布式電源之后使潮流多方向流入各負(fù)荷，所以，分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)原有的繼電保護(hù)有著很大的作用。

2.3分布式發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)電壓的影響

分布式電源主要接入配電網(wǎng)，在接入DG之后，配電系統(tǒng)從放射狀結(jié)構(gòu)變?yōu)槎嚯娫唇Y(jié)構(gòu)，潮流的大小和方向有可能發(fā)生巨大改變，使配電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)電壓也發(fā)生變化，原有的調(diào)壓方案不一定能滿足接入分布式電源后的配電網(wǎng)電壓要求。因此必須評(píng)估分布式電源對(duì)電力系統(tǒng)電壓的影響，以保證在分布式電源應(yīng)用越來越多的情況下它們不會(huì)給用戶帶來不良后果。潮流計(jì)算是對(duì)這種影響進(jìn)行量化分析的主要手段，但傳統(tǒng)的潮流計(jì)算方法由于沒有考慮分布式發(fā)電的影響，因而失效。對(duì)異步發(fā)電機(jī)、無勵(lì)磁調(diào)節(jié)能力的同步發(fā)電機(jī)和燃料電池等幾種典型DG進(jìn)行建模，并提出了基于靈敏度補(bǔ)償?shù)呐潆娋W(wǎng)潮流計(jì)算方法，適合包含各種不同DG形式的多電源配電系統(tǒng)。分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響主要如下：（1）分布式發(fā)電的接入會(huì)對(duì)配電網(wǎng)饋線上的電壓分布產(chǎn)生重大影響，具體影響與分布式電源的容量大小、接入位置有很大的關(guān)系。（2）同樣滲透率（PenetrationLeve1）的分布式電源集中在同一節(jié)點(diǎn)，對(duì)電壓的支持效果要弱于分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上。

2.4再生能源發(fā)電對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響

國(guó)家發(fā)改委公布的《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》提出，到2020年，全國(guó)水電裝機(jī)容量將達(dá)到3億kW（其中小水電7500萬kW），生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)3000萬kW。風(fēng)電裝機(jī)3000萬kW，太陽能發(fā)電裝機(jī)180萬kW。可以看出，隨著可再生能源發(fā)電容量在電力系統(tǒng)中所占比例的增加，其對(duì)電力系統(tǒng)的影響就會(huì)越來越顯著。1）并網(wǎng)過程對(duì)電網(wǎng)的沖擊部分可再生能源發(fā)電機(jī)組由于容量小，常常采用異步發(fā)電機(jī)。由于沒有獨(dú)立的勵(lì)磁裝置，并網(wǎng)前發(fā)電機(jī)本身沒有電壓。因此并網(wǎng)時(shí)必然伴隨一個(gè)過渡過程，會(huì)出現(xiàn)5—6倍額定電流的沖擊電流。對(duì)小容量的電網(wǎng)而言，大量異步電機(jī)同時(shí)并網(wǎng)瞬間將會(huì)造成電網(wǎng)電壓的大幅度下跌.從而影響接在同一電網(wǎng)上的其它電器設(shè)備的正常運(yùn)行.甚至?xí)绊懙秸麄€(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定與安全。2）對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響大型電網(wǎng)一般具有足夠的備用容量和調(diào)節(jié)能力。風(fēng)電進(jìn)入一般不必考慮頻率穩(wěn)定性問題，但是對(duì)于孤立運(yùn)行的小型電網(wǎng).風(fēng)電帶來的頻率偏移和穩(wěn)定性問題不容忽視。若大型風(fēng)電場(chǎng)多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組同時(shí)直接并網(wǎng)會(huì)造成電網(wǎng)電壓驟降：當(dāng)風(fēng)速超過切出值，風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)從額定出力狀態(tài)自動(dòng)退出并網(wǎng)狀態(tài)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的大量停運(yùn)會(huì)造成損失大量的機(jī)端電容補(bǔ)償。從而會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓韻突降，而電網(wǎng)電壓突降必然會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性水平的降低161。

結(jié)語

分布式發(fā)電各電站相互獨(dú)立，不會(huì)說一個(gè)地方出故障導(dǎo)致全部的供電系統(tǒng)不能用，因此，它的安全性、可靠性比較好，且受自然條件影響較小;輸電損失較小，不用建立配電站，可以降低或者避免附加的輸電配電成本;方便，實(shí)用性高，但是，采用分布式發(fā)電的方式會(huì)導(dǎo)致管理難度加大，分散化的發(fā)電單元不易于管理，且單個(gè)發(fā)電單元建設(shè)繁瑣，也會(huì)造成耗費(fèi)人力物力的情況。建立結(jié)構(gòu)合理的大型電力系統(tǒng)不僅便于電能生產(chǎn)與消費(fèi)的集中管理、統(tǒng)一調(diào)度和分配，減少總裝機(jī)容量節(jié)省動(dòng)力設(shè)施投資，且有利于能源的合理開發(fā)和利用，提高資源利用率，滿足國(guó)家日益增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)需要和人民生活水平的需要，確保經(jīng)濟(jì)發(fā)展安全。綜上所述，對(duì)比分布式發(fā)電與新能源發(fā)電的各種優(yōu)缺點(diǎn)以及對(duì)電力系統(tǒng)的影響，應(yīng)該把這兩種方式結(jié)合起來，不應(yīng)該只依靠單一的方式進(jìn)行發(fā)電，使其在同一個(gè)供電系統(tǒng)中相互補(bǔ)充，相互協(xié)調(diào)，從而穩(wěn)定電壓，提高資源的利用率，優(yōu)化資源配置、達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，使污染越來越小。相信，在未來的發(fā)展中，分布式新能源發(fā)電將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]易桂平，胡仁杰.分布式電源接入電網(wǎng)的電能質(zhì)量問題研究綜述[J].電網(wǎng)與清潔能源，2015（1）：38-46

（作者單位：國(guó)網(wǎng)太原供電公司）