分布式发电与新能源发电对电力系统影响的对比研究

2016-06-03 07:47 [新能源论文] 来源于：互联网作者：互联网

导读：摘要分析了分布式发电和新能源发电的特点，分别论述了对电力系统的影响，并进行了对比研究。实践证明，未来电力系统的发展是基于新能源分布式发电技术的融合发展，采用多项新能源发电技术的共同运用，有利于减少污染，提高电网运行效率和稳定性。【关键词

　　摘要分析了分布式发电和新能源发电的特点，分别论述了对电力系统的影响，并进行了对比研究。实践证明，未来电力系统的发展是基于新能源分布式发电技术的融合发展，采用多项新能源发电技术的共同运用，有利于减少污染，提高电网运行效率和稳定性。

　　【关键词】分布式发电新能源发电电力系统

　　1 分布式发电技术特点

　　分布式发电指的是在用户现场或靠近用电现场配置较小的发电机组（一般低于30MW），以满足特定用户的需要，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。这些小的机组包括燃料电池，小型燃气轮机，小型光伏发电，小型风光互补发电，或燃气轮机与燃料电池的混合装置。由于靠近用户提高了服务的可靠性和电力质量。技术的发展，公共环境政策和电力市场的扩大等因素的共同作用使得分布式发电成为新世纪重要的能源选择。通过分布式发电和集中供电系统的配合应用有以下优点：

　　（1）建设容易，投资少。

　　（2）靠近用户，输配电简单，损耗小。

　　（3）污染少，环境相容性好。

　　（4）能源利用效率高。

　　（5）运行灵活，安全可靠性有保障。

　　（6）联网运行，有提供辅助性服务的能力。

　　2 分布式发电对电力系统的影响

　　2.1 分布式发电对电力系统电压的影响

　　分布式电源主要接入配电网，在接入DG之后，配电系统从放射状结构变为多电源结构，潮流的大小和方向有可能发生巨大改变，使配电网的稳态电压也发生变化，原有的调压方案不一定能满足接入分布式电源后的配电网电压要求。因此必须评估分布式电源对电力系统电压的影响，以保证在分布式电源应用越来越多的情况下它们不会给用户带来不良后果。潮流计算是对这种影响进行量化分析的主要手段，但传统的潮流计算方法由于没有考虑分布式发电的影响，因而失效。对异步发电机、无励磁调节能力的同步发电机和燃料电池等几种典型DG进行建模，并提出了基于灵敏度补偿的配电网潮流计算方法，适合包含各种不同DG形式的多电源配电系统。分布式发电对配电网电压的影响主要如下：

　　（1）分布式发电的接入会对配电网馈线上的电压分布产生重大影响，具体影响与分布式电源的容量大小、接入位置有很大的关系。

　　（2）同样渗透率（Penetration Leve1）的分布式电源集中在同一节点，对电压的支持效果要弱于分布在多个节点上。

　　2.2 分布式电网对电能质量的影响

　　分布式发电是建立在电力电子技术基础之上的，大量的电力电子转换器增加了大量的非线性负载，将会引起电网电流、电压波形发生畸变，引起电网的谐波污染，分布式发电对电能质量主要有两个方面的影响：电压闪变与引入大量谐波。

　　2.3 分布式发电对继电保护的影晌

　　大多数配电系统尤其是在农村，其结构呈放射状，采用这种结构的主要目的是为了运行的简单性和过电流保护的经济性，当配电网中接入了分布式电源之后，放射状网络将变成遍布电源和用户互联的网络，潮流也不再单向地从变电站母线流向各负荷，因此，分布式发电将对配电网原有的继电保护产生较大的影响：

　　（1）DG运行时可能会引起继电保护的失效。DG产生的故障电流可能会减小流过馈线继电器的电流，从而使继电保护失效。

　　（2）DG接入配电网后可能会使继电保护误动作。相邻馈线的故障有可能会使原本没有故障的馈线跳闸。

　　3 再生能源发电技术

　　3.1 可再生能源技术特点

　　可再生能源发电的特点可再生能源，是指风能、太阳能、.水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。它们往往具有以下共同的优点：蕴藏巨大、可以再生、分布广泛、没有污染；但也存在一些缺点：能源密度低、不稳定、地区差异大。

　　3.2 再生能源发电对电网运行的影响

　　国家发改委公布的《可再生能源中长期发展规划》提出，到2020年，全国水电装机容量将达到3亿kW（其中小水电7 500万kW），生物质能发电装机3 000万kW。风电装机3 000万kW，太阳能发电装机180万kW。可以看出，随着可再生能源发电容量在电力系统中所占比例的增加，其对电力系统的影响就会越来越显著。

　　3.2.1 并网过程对电网的冲击

　　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瞬间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。

　　3.2.2 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韵突降，而电网电压突降必然会导致系统电压稳定性水平的降低161。

　　4 结论

　　分布式新能源发电技术具备多样性，而且其变化规律不同，多种电源联合运行，各种发电方式在一个系统内互为补充，通过其协调配合来提供稳定可靠的、质量合格的电力，这就是分布式新能源源发电技术，这种综合技术既提高可再生能源的可靠性，也可提高能源的综合利用率。

　　（1）可再生能源既可充分发挥优势，又能克服本身不足。取自天然、分布广泛、清洁环保等优点仍能体现，季节性、气候性变动造成的能量波动，可以改善。

　　（2）对多种能源协调利用，可提高能源的综合利用率。

　　（3）电源供电质量的提高，对补偿设备的要求降低。单一发电，波动和间歇明显，需大量储能或补偿装置；互补运行，会因相互抵消，降低储能或补偿要求

　　参考文献

　　[1]丁明，王敏.分布式发电技术[J].电力自动化设备，2013，24（7）：31-36.

　　[2]胡学浩.分布式发电（电源）技术及其并网问题[J].电工技术杂志，2012（10）：1- 5.

　　[3]梁才浩，段献忠.分布式发电及其对电力系统的影响[J].电力系统自动化，2011，25 （12）：53-56.

　　[4]朱永强.新能源与分布式发电技术[M].北京大学出版社，2010.

　　作者简介

　　李建霞（1980-），女，甘肃省天水市人。大学本科学历。现为甘肃畜牧工程职业技术学院讲师。主要研究方向为电力电子技术、电工学。