新能源發(fā)電與分布式發(fā)電及其對電力系統(tǒng)的影響

欒慶亮

摘要：目前，由于不可再生能源日益枯竭，原有的發(fā)電方式已難以滿足社會持續(xù)發(fā)展的需要，同時人們對電力的質(zhì)量、穩(wěn)定性要求也越來越高，分布式發(fā)電應運而生。分布式發(fā)電作為一種對實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標有積極作用的技術(shù)，其優(yōu)點主要體現(xiàn)在解決原有發(fā)電模式的弊端，使之得到合理應用上。

關(guān)鍵詞：新能源發(fā)電;分布式發(fā)電;電力系統(tǒng);分析

前言

近幾年來，隨著我國社會經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高和可持續(xù)發(fā)展思想的日益深入，加上當前環(huán)境污染嚴重和資源短缺的現(xiàn)實問題，國家對能源供應的環(huán)保、可靠、安全等方面的要求也越來越高，從而也對電網(wǎng)建設(shè)提出了更高的要求。為了更好地改善當前的現(xiàn)狀和存在的問題，分布式發(fā)電和新能源發(fā)電的兩種發(fā)電方式被普遍采用。

1新能源的發(fā)展現(xiàn)狀

以低碳經(jīng)濟為背景，開發(fā)和利用清潔能源，追求綠色 GDP，最核心的就是積極發(fā)展清潔能源，通過減少溫室氣體排放來實現(xiàn)綠色發(fā)展目標。這是一種具有儲備優(yōu)勢的可再生能源。近幾年來，我國大力發(fā)展新能源，以保障能源安全，同時促進構(gòu)建友好型社會。在優(yōu)化調(diào)度的同時，以湖南為例，優(yōu)先消納風能、光伏發(fā)電和水力發(fā)電等清潔能源，到2019年8月底，新能源并網(wǎng)規(guī)模同比增長23.3%，清潔能源裝機容量同比增長57.8%，占比45.0%。然而新能源發(fā)電技術(shù)尚處于發(fā)展階段，有許多技術(shù)及其應用還不夠成熟，面臨著巨大的挑戰(zhàn)，需要不斷地進行創(chuàng)新與探索，以釋放技術(shù)能量。

2新能源發(fā)電技術(shù)對電力系統(tǒng)的影響

現(xiàn)代社會中，新能源發(fā)電技術(shù)的廣泛應用，給電力系統(tǒng)帶來了嚴重的沖擊。一部分新能源發(fā)電機組容量相對較小，常用于異步發(fā)電機，但在應用過程中，由于沒有單獨的勵磁裝置，使發(fā)電機在并網(wǎng)前沒有電壓，而多個異步發(fā)電機并網(wǎng)后，又會對同一電網(wǎng)內(nèi)的其他電子設(shè)備的運行產(chǎn)生影響。

3分布式發(fā)電概述

伴隨著電力工業(yè)的日益成熟，在保證電能質(zhì)量的基礎(chǔ)上，如何節(jié)約資源，降低能耗，分布式發(fā)電的出現(xiàn)是必然的。傳統(tǒng)發(fā)電模式的特點是集中供電，用戶提出的具體要求很難得到滿足，此外，集中發(fā)電設(shè)備多采用火力發(fā)電，需要通過燃燒化石能源的方式來發(fā)電，這不僅會破壞環(huán)境，而且會加速能源的耗竭。分布電站的特點是小規(guī)模，分散在用戶周圍，直接向用戶供電。科技進步為完善分布式發(fā)電提供了有力的技術(shù)支持，這種發(fā)電模式的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：利用水能、風能等新能源完成供電，不僅優(yōu)化了能源的使用結(jié)構(gòu)，緩解了能源枯竭問題;因此，分布式發(fā)電就是指分布在用戶附近，滿足了用戶的特殊需要，對配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行有幫助的技術(shù)。

4分布式發(fā)電的影響及問題

（1）分布式發(fā)電給電網(wǎng)帶來的不穩(wěn)定性影響，針對其存在的問題，尋找有針對性的解決方案，分析分布式電源在并網(wǎng)后帶來的好處和有利影響。

（2）電力系統(tǒng)分析的方法各不相同，具體可分為潮流分析、故障分析和穩(wěn)定分析三種。

（3）根據(jù)電源組合方式的不同，對各種類型的電源進行了分類研究，分析了多種分布式電源組合方式存在的隱患。

5新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應用

5.1風力發(fā)電技術(shù)

（1）風扇類型。按照裝機容量的指標來劃分，主要有小型機、中型機、大型機和特種機。一般而言，風機的容量越大，葉片的長度就越長。針對發(fā)電機的轉(zhuǎn)速指標，將其細化為恒速機，變速器，多態(tài)定速機。

（2）設(shè)備組成和功能分析。所用風力發(fā)電機，由風輪、船艙和底座等組成。風輪運轉(zhuǎn)時，由葉片、變槳系統(tǒng)等組成。葉形如何，影響風的吸收度程度。運轉(zhuǎn)中，風機的風速若大于切出風速，則利用旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的葉尖，完成氣動制動。如刀片運行狀態(tài)異常，則應及時有效地處理覆冰或腐蝕等問題，確保刀片得到有效保護和保護。

（3）風機控制技術(shù)。所用的并網(wǎng)發(fā)電機，包括雙饋機，雙速異步機和變速風力發(fā)電機。引入模糊控制技術(shù)的新型并網(wǎng)技術(shù)，有效地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和功率。采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制風輪葉片漿距和預測風輪氣動特性，具有較好的效果。在風電場并網(wǎng)運行時，采用吸收無功的方式，為保證運行效益，對風電場配置 SVC或其它無功補償裝置，實時動態(tài)補償，減少由于輸送功率引起的系統(tǒng)振蕩，優(yōu)化電網(wǎng)運行狀態(tài)。

5.2電池組

由于太陽能電池包含了更多種類。晶體硅電池可以分為兩類，一類為單晶電池，另一類為多晶電池;與其他類型相比，硅基薄膜光伏電池在工作效率方面的表現(xiàn)稍顯不足，而復合薄膜電池由于其對環(huán)境和人體的嚴重污染和危害，使這種類型的電視使用頻率較低。目前效率最高的電池主要是聚光光伏電池，但是需要有散熱器和聚光系統(tǒng)配置，為了保證其聚光效率，所投入的設(shè)備成本要比產(chǎn)生的發(fā)電效益高得多，所以要使聚光電池在商業(yè)領(lǐng)域得到有效應用，還需加強對聚光電池的研究。

6分布式發(fā)電技術(shù)

6.1太陽能發(fā)電

隨著人們對綠色環(huán)保觀念的重視，太陽能作為一種主要的能源被廣泛應用于各個領(lǐng)域。太陽能電池一般依靠單晶硅、多晶硅等材料，實現(xiàn)了太陽能轉(zhuǎn)化為電能的目的，在節(jié)約能源和減少能源壓力方面起到顯著的節(jié)能環(huán)保作用。作為一種典型的可再生能源，太陽能的應用能有效地減輕廢物排放所帶來的環(huán)境污染問題，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。其具體應用如下：在陽光充足的白天，利用光伏電池完成太陽能向電能的連續(xù)轉(zhuǎn)換，前提是滿足用戶對電能的需要，儲存剩余電能，為夜間供電提供保障。但由于光伏電池更容易受外界因素的影響，如光照強度、光照時間等，因此，現(xiàn)階段光伏電池的太陽能轉(zhuǎn)換率并不理想，對其應用所獲得的實際效益也受到一定的限制。

6.2燃料電池發(fā)電

燃料電池主要是指一種現(xiàn)代的能量存儲設(shè)備，燃料電池發(fā)電技術(shù)是一種化學能通過化學反應轉(zhuǎn)化成電能的技術(shù)。一般的蓄電池與燃料電池相似，但又不完全相同，其能量密度相對較高，是由電解液、陽極和陰極組成，它們通過電化學反應把電子轉(zhuǎn)換成離子，而陰極和陽極則通過得失電子產(chǎn)生電流。另外，燃料電池發(fā)電需要不間斷地添加催化劑和燃料來滿足連續(xù)發(fā)電的要求。

結(jié)語

總之，在新時期的發(fā)展過程中，開發(fā)和利用新能源已成為一種必然趨勢。雖然我國對于新能源的開發(fā)利用還存在不小的差距，但隨著我國不斷深入的研究和發(fā)展，相信在未來，新能源分布式發(fā)電系統(tǒng)能夠在我國得到更好的發(fā)展和利用，為我國的能源方面利用開辟了新的一頁。在能源短缺、生態(tài)環(huán)境污染嚴重的今天，新能源發(fā)電和分布式發(fā)電有助于推動電力事業(yè)的持續(xù)發(fā)展，需要推動新能源發(fā)電和分布式發(fā)電的實際應用。

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