探析新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响

史明亮

（国华能源投资有限公司，北京 100007）

近年来的社会经济发展中，国家开始大力宣传绿色可持续发展。在这种模式发展背景下，不仅要保障经济发展水平不断提升，还要注重保护生态环境，正确处理经济发展与环保之间的关系。目前，我国仍然存在较为严重的环境污染问题，能源短缺现象日益严峻。为更好地解决这一问题，我国开始重视能源的环保性，不断提高电力发电的安全性和电能的质量。但是，由于电网系统的不稳定性和电网系统自身的缺陷，现有的能源模式无法满足现代化电力发展的需求。因此，需要相关电力企业转变发展理念，不断分析与研究新能源发电和分布式发电技术，达到提高发电安全性能、降低电力系统带来的不良影响的效果。

1 分布式发电技术

1.1 分布式发电的特点及优势

分布式发电主要指由多个单一模块组合而成的发电设施。它的单一模块包括储存单元、发电单元以及控制单元等。为了更好地满足特定用户的需求，利用分布式发电可以专门为特定用户执行发电操作。这种模式与之前较为传统集中化模式相比，更有利于区域内电力的自我控制，并能做到分配调整的效果，在一定程度上节约了特殊情况下各个用电区域的电量，降低了电力运输成本，确保了用电设备的安全性和可靠性。分布式发电模式按能源类型可以细分为天然化石能源发电、混合能源发电和可再生能源发电3类。利用这种新一代能源发电对分布式发电系统进行能源开发具有重要作用与意义，能够更好地满足我国对清洁能源的需求。

1.2 分布式发电对电力系统的影响

1.2.1 分布式发电对控制系统的影响

电力系统有很多种类的控制系统。在设计这些控制系统时，主要采用单向潮流的方式。在这一过程中，若接入分布式电源，会使不同支路潮流方向发生改变。造成这种现象的原因不仅与分布式电源接入位置有关，还与分布式电源容量的大小有关。同时，将这种模式应用于电力系统，还会影响原来线路中各种类型的控制系统[1]。为了能够合理有效地解决这一问题，大多数电力企业开始将逆变器安装于并网。但是，利用这种方式接入分布式电源，会影响电力系统的浪涌传播。因此，要大力研究新型电力电子变换器，使电力系统更好地实现分布式电源接入效果。

1.2.2 分布式发电对电能质量的影响

现阶段，分布式发电技术主要是在电力电子技术的指导下产生的。由于大量的电子转换器在使用过程中会受到压力，导致非线性负载的数量逐渐变多，电流电压参数发生异常波动，不利于整个电网的正常运行[2]。在对电力质量的影响方面，这种发电方式主要体现在谐波污染和电压闪变两个方面，但在一定程度上也能改善电能的质量。例如：当电网所关联的负载较大时，分布式发电快速进入使用，能够有效避免电力系统发生故障，从而起到稳定电网、保障电能质量的作用。

1.2.3 分布式发电对继电保护的影响

电力系统的应用结构主要呈现出放射状。在一些偏僻的农村地区，为了能够使电流运行变得更加简单，增强过电保护中的经济效益，一般使用这种放射状结构系统[3]。但是，如果将分布式电源接入放射状网络系统，容易出现潮流发现变化的现象。在这一过程中，对继电保护设施的影响主要有两个方面。一方面，接入分布式电源有可能会造成原来的继电保护装置失去作用，主要原因在于使用分布式发电方式时，电力系统内部存在故障电流[4]。另一方面，由于大量接入分布式电流，很有可能造成继电保护出现失误现象，在没有故障的状态下还有可能造成馈线跳闸问题频发。

1.2.4 分布式发电对系统电压的影响

在分布式发电状态下，要保证每个站点内所有电源必须和总的电力分配系统网络之间相互连接。电源接入分配系统后，该系统的电源组织结构将发生变化，由原先的单一电源组织结构转变为多电源组织结构，且电流大小与方向随之发生很大改变，分布状态也不再仅仅是一种放射性电源分布，对整体的电网稳定性不利[5]。针对这种现象，相关的电力企业必须要有针对性地优化与改良原有的调节方案，设计出更加高效的调节计划。同时，分布式电源的容量与位置还会对电压的变化造成一定影响，可以通过开展电压调节操作的方式降低电网负荷点电压提升的情况，确保居民用电安全。

1.2.5 分布式发电对配电网磨损的影响

配电网在使用过程中出现了损耗现象，主要原因是出现了潮流现象。将分布式电源接入电网后，很容易引起电力负荷的变化。它接入的位置、运行的主要方式以及容量的大小对配电网的磨损都会造成影响。若接入的容量较小，则所造成的磨损也相对较小；若容量超过了电力负荷的要求，则所造成的电网磨损将会很大。此外，通过计算与分析潮流可以发现，将异步传动感应式的风力发电机接入电力系统，会增加电力系统的损耗。

2 新能源发电技术

2.1 新能源发电的概念及优势

新能源主要是指除了传统能源外所展现的各种新型能源形式。近年来，随着新能源在发电领域内的广泛应用，电力企业在发电过程中不再是仅仅依靠于石油、煤炭等能源进行发电作业，而是更多地利用新能源开展发电作业，如太阳能发电、风力发电、水能发电以及地热能发电等。新能源发电不仅可以优化资源配置，使一些过剩的能源转变成为可利用的能源，提高能源利用率，而且与传统能源相比不会造成污染，提高了环境质量[6]。但是，因为我国在使用新能源的过程中还未进行大规模开采与开发，且各地区之间差异较大，所以利用新能源发电的工作难度较大。

2.2 新能源发电模式对电力系统的影响

2.2.1 新能源发电对系统稳定性的影响

通常情况下，利用新能源发电时，如果电网规模较大，那么其储备的空间也会比较充足，电网的调节能力也相对较高。因此，在将新能源并入电网时，不需要考虑电能频率是否具有稳定性。若电网规模小，在进行新能源并网时，很容易影响整个电力系统中的电能稳定性。另外，新能源分布存在一定的地域差异，且易受自然环境的影响，会对电力系统的稳定性带来不利影响。例如：利用太阳能发电时，若出现阴天或雷雨天气，会大大降低发电效率；风能发电只能在有风的情况下工作；水能、地热能等发电方式受环境条件的限制，只能够在特定地点开展工作。由于这些新能源具有不稳定性，若将其并入电网，会对电力系统的稳定性产生影响。

2.2.2 新能源发电对电网的影响

新能源发电使用的机组容量较小，且在发电过程中要用到非常多的异步发电机。因为这些异步发电机并不具备孤立的励磁装置，所以在进行发电作业前装置中并不存在电压，可能造成系统起励失败。同时，利用异步发电机开展并网工作时，过渡环节非常容易产生大量的电流波冲击。一般情况下，所产生的电流数值为正常额定电流的5～6倍，会对电力系统的稳定性造成巨大冲击，甚至会破坏整个电力系统。另外，若使用大量异步电机共同并网，会造成电网电压大幅度波动，不利于整个电力系统的稳定性和安全性。

3 结语

随着我国经济的发展与进步，人们对于电力行业的要求越来越高。在进行相关工作前，要结合分布式发电与新能源发电的特点，分析与研究两者的优势、缺点以及对电力系统的影响，将两者有效结合，不只采用一种形式进行发电工作。在利用新能源与分布式发电工作时，还要充分考虑并网过程对原有电力系统造成的不良影响，不断提升其技术和应用水平，从而确保电力系统工作的安全性和稳定性。