田軍強
(國網(wǎng)寧夏電力有限公司固原供電公司,寧夏 固原 756000)
新能源發(fā)電技術(shù)具有環(huán)保、可再生特點,現(xiàn)在最主要的環(huán)保發(fā)電方式就是應(yīng)用海洋能、地?zé)崮?、潮汐能及太陽能等可再生能源進(jìn)行發(fā)電。
隨著新能源發(fā)電技術(shù)在現(xiàn)代社會的廣泛應(yīng)用,對電力系統(tǒng)產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。部分新能源的發(fā)電機組容量相對較小,經(jīng)常使用到異步發(fā)電機,但在應(yīng)用過程中,因不具備單獨勵磁裝置,使得發(fā)電機在并網(wǎng)前沒有電壓,多部異步發(fā)電機一起并網(wǎng),就會對同一電網(wǎng)的其他電子設(shè)備運行造成影響[1]。
一般規(guī)模較大的電網(wǎng)有較大的備用空間和較高的調(diào)節(jié)能力,風(fēng)電在并網(wǎng)時不需要考慮電能頻率的穩(wěn)定問題,但一些規(guī)模較小的電網(wǎng)并非如此。大規(guī)模風(fēng)電場中,多臺風(fēng)力發(fā)電機組共同運行,同時進(jìn)行直接并網(wǎng)工作,會使電力系統(tǒng)電網(wǎng)電壓驟降。如果風(fēng)速遠(yuǎn)超出切出值,風(fēng)力發(fā)電機會由固定出力狀態(tài)退出并網(wǎng)狀態(tài),隨后大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電機組突然停運,造成極端電容補償?shù)拇罅繐p耗,使電力系統(tǒng)穩(wěn)定性下降[5]。
分布式發(fā)電是包括多種分布式電源的電力系統(tǒng),家用風(fēng)力電源、家用太陽能電源及公用太陽能電源等都屬于分布式電力系統(tǒng),如圖1 所示[8]。
圖1 分布式電源的電力系統(tǒng)
分布式發(fā)電、非集中式發(fā)電及嵌入式發(fā)電等,都可稱為分布式發(fā)電。
分布式發(fā)電主要為了滿足部分特定用戶的需求和支持現(xiàn)存配電網(wǎng)的運行[3]。
分布式電源與常規(guī)的中心電站不同,容量比小,具體數(shù)值根據(jù)不同的電力系統(tǒng)、電源類型及環(huán)境而定,約在幾千瓦至幾十兆瓦[4]。
分布式發(fā)電大多采用的能源輸出方式是電能,但如果使用熱電聯(lián)產(chǎn)的方式就可以采用其他能源輸出方式,如熱能、冷能等,可達(dá)到有限能源的循環(huán)、高效、綜合、合理利用。
根據(jù)能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的區(qū)別,分布式發(fā)電常規(guī)都是采用往復(fù)式發(fā)電機、微型燃?xì)廨啓C、燃料電池、斯特林發(fā)電機、天然氣燃汽輪機、太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電及其他儲能技術(shù)等。
分布式發(fā)電也面臨許多問題,如技術(shù)性能的研究、經(jīng)濟(jì)效益的成本、商業(yè)模式的調(diào)查以及國家當(dāng)前政策等多方面問題。因此,需針對這些問題進(jìn)行研究分析,并采取有效的對策。大量的分布式電源并網(wǎng)后帶來了便捷,但也會產(chǎn)生一些影響到電網(wǎng)安全的不穩(wěn)定因素[2]。除分布式電源與電網(wǎng)之間的兼容性外,其他方面的側(cè)重點大致分為如下3 點。
(1)分布式發(fā)電對電網(wǎng)造成的不穩(wěn)定影響,針對其問題尋找出針對性的解決方法,分析出分布式電源在并網(wǎng)后帶來的收益及有利影響。
(2)不同的電力系統(tǒng)分析方式不同,具體可分為潮流分析、故障分析及穩(wěn)定性分析。
(3)根據(jù)電源組合類型劃分出每種類型的研究方向,分析多種分布式電源組合后會產(chǎn)生的隱患。
試驗研究表明,分布式發(fā)電與電力電子技術(shù)具有很大的聯(lián)系。眾多電力電子轉(zhuǎn)化器的使用,會導(dǎo)致電網(wǎng)的非線性負(fù)載增加,電壓波形和電網(wǎng)電流會出現(xiàn)變形。分布式發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響主要包括諧波引入與電壓閃變[6]。
農(nóng)村的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本都是呈現(xiàn)放射狀的結(jié)構(gòu),能夠保障電流的安全運行,但當(dāng)分布式電源輸送進(jìn)入電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)后,放射狀的電力結(jié)構(gòu)經(jīng)過分布式電源的調(diào)制,會變成與常規(guī)用戶一樣的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造,所以分布式發(fā)電會對原本的電力系統(tǒng)配電網(wǎng)安全保障造成重要影響[7]。
(1)在DG 運用過程中可能會使電力系統(tǒng)的繼電安全保護(hù)功效失去原來的效果,因為DG 在運行時會形成一道故障電流,故障電流會使流經(jīng)饋線繼電器電流大幅減小,進(jìn)而導(dǎo)致繼電安全保護(hù)功能失效。
(2)DG 接到電力系統(tǒng)配電網(wǎng)后,會使電力系統(tǒng)出現(xiàn)誤操作的情況。一些特殊情況下,饋線周邊發(fā)生的故障是出現(xiàn)誤跳閘情況。
新能源發(fā)電與分布式發(fā)電有助于推動電力事業(yè)不斷進(jìn)步,在能源緊缺、生態(tài)環(huán)境污染嚴(yán)重的今天,需推動新能源發(fā)電與分布式發(fā)電的實際應(yīng)用。