新能源发电和分布式发电对电力系统的影响分析

新能源发电和分布式发电对电力系统的影响分析

王浩宇

内蒙古电力（集团）有限责任公司薛家湾供电分公司  内蒙古自治区鄂尔多斯市  010300

摘要：随着社会经济快速发展，虽然我国当前的发电形式仍以火力发电为主，但新能源发电和分布式发电技术越来越成熟，已经成为我国电力供应的重要补充形式。近年来，我国针对发电项目出台了不少支持政策，推动了新能源发电和分布式发电技术的发展。在低碳经济背景下，大力发展新能源和分布式发电技术，对于保障能源安全、提高供电质量具有重要的现实意义。

关键词：新能源发电；分布式发电；电力系统；影响分析

引言

当前，我国工业化水平不断提高，各行业对电力的需求也在不断增加。传统的发电技术已经无法满足各行业对电力的需求，甚至还会出现能源大量损耗和环境严重污染的问题，对可再生新能源的开发和利用是重要的发展趋势。在电力系统运行过程中，应用新能源发电和分布式发电能够减少对环境的污染。

1分布式发电关键技术及研究方向展望

1.1分布式电站实时全景监测及故障预警技术

分布式电站一般规模较小、分布广、数量多，而且电站之间又相对独立。目前大多数分布式电站主要运行参数(有功功率、无功功率、功率因数等)的监测及地调调度优化处于“盲区”，省调地调无法实时掌握运行状况，随着分布式发电接入量的日益增大，给区域配电网的安全稳定运行带来了非常大的隐患。

1.2分布式电站-站群发电能力评估技术

准确对分布式电站-站群进行发电能力评估有助于电网调度，能够显著提高发电利用率，提升电站发电效益。现阶段，由于分布式电站位置分散、装机容量小，大多数电站未配置相应的运行监控系统和测光站，不具备数值天气预报功能，无法通过太阳辐照信息、气象数据、运行数据等直接进行发电能力评估。

2新能源发电技术的种类

2.1风能发电技术

风能发电技术是新能源发电的重要内容。风能的储存量较大，易获取，应用风能发电技术能够缓解传统发电的压力，减少资源浪费，提高风能的利用率，有助于实现环境保护，促进国民经济的发展。

2.2光伏发电技术

与其他能源相比，太阳能更加稳定，使用更加便捷，是目前电力系统中应用最广泛的能源，具有容易获取、污染较低等特点。我国加强了对光伏发电技术的重视，并投入了大量的资金。

2.3地热发电技术

地热能也属于可再生清洁能源，地热发电技术是利用天然地热能发电的技术。目前，我国的环境保护意识逐渐增强，利用和开发地热资源具有重要的意义。近些年，地热资源在各行各业中的应用逐渐普及，在地热供暖、地热发电、温泉旅行和空调制冷等方面都取得了显著的应用成效。

3新能源发电技术在电力系统中的具体应用

3.1风能发电技术

风能发电装置。风能在自然界中储量巨大，风能发电技术主要是利用风能发电装置将风能转化为机械能，再将机械能转化为电能。风能发电装置主要由风轮、塔筒及风能发电机三个部分组成。在实际应用中，受户外工作环境的影响，叶片可能出现腐蚀、裂纹等情况，需要及时进行维护或更换。塔筒是风能发电装置的重要支撑部件，为获得较大且均匀的风力，结合风轮的直径大小，塔筒高度一般要设置为6～20m。风能发电机是将机械能转化为电能的设备，按装机容量不同，风能发电机可分为小型、中型、大型及特大型四种，装机容量越大，叶片越长，在我国应用比较广泛的是小型及中型发电机；按发电机转速分类，风能发电机可分为恒速、变速及多态定速三种。

技术应用。风能控制技术。风能控制技术是借助并网发电机（双速异步机、变速异步机等）实现并网发电的技术。在实际应用中，常利用模糊控制技术提高并网风机的转速，进而获取最大功率。也可以利用神经网络技术调整叶片间的桨距，提高变距控制系统的响应速度，大大降低风速变化对控制品质的影响，并减小风能发电机组的干扰波动，提升供配电的质量。无功电压控制技术。为提高风电厂的供电效益，常配置无功补偿装置（SVG），借助该装置可以实现对系统的实时动态补偿，减少因输送功率不稳引起的系统振荡问题，实现良好的无功电压控制，优化电力输送环境。

3.2光伏发电技术

光伏组件。在光的照射下，光伏组件内部的电子会被光子激发出来，形成电流，这种现象被称为光电效应，是光能转化为电能的过程。光伏组件在光伏发电系统中发挥着重要作用，对于发电效率有积极影响。在实际应用中，光伏组件的类型较多，主要有晶硅光伏组件、硅基薄膜光伏组件、化合物薄膜光伏组件及聚光光伏组件等。其中，晶硅光伏组件分为单晶硅和多晶硅两种，单晶硅光伏组件的光电转换效率较高，最高可达24%，应用比较广泛。硅基薄膜光伏组件的优点是在弱光条件下也可发电，但光电转换效率偏低，约为10%，而且随着使用时间的延长，其转换效率会逐渐衰减。化合物薄膜光伏组件对周边环境的污染比较大，应用较少。聚光光伏组件的转换效率高，制作成本低，但实际应用中需要配置相应的散热器、聚光系统等设备，会增加生产成本，这是限制其广泛应用的主要因素。

技术应用。光伏电站的末端点电站易受电压影响，需要借助无功发生器（SVG）进行电压调节。SVG调压技术主要有恒功率因数和恒电压两种模式，其中，恒功率因数模式用于日常运行控制，可以根据电压变化动态调整无功变化；当系统电压超出额定电压的10%时，需要采用恒电压模式进行调整。

3.3生物质能发电技术

生物质能发电技术是将生物质转化为可燃气体，再进行发电的技术，具有污染低、分布范围广等特点。生物质能发电主要分为直接燃烧发电、气化发电、沼气发电等方式。其中，直接燃烧发电是将生物质直接在特定的锅炉（木材锅炉、秸秆锅炉等）内燃烧，产生蒸汽后，可以带动蒸汽轮机及发电机工作，产生电能。气化发电是将生物质转化为可燃性气体，利用可燃性气体燃烧产生的热能发电。基本的工艺流程是处理生物质原料后，通过进料设备输送到气化炉将原料气化，再利用净化设备将可燃性气体进行净化处理后输送到汽轮机和内燃机发电。沼气发电主要利用废弃有机物，在厌氧发酵处理后产生沼气。废弃物发酵后产生的沼气经过气水分离、过滤、压缩、冷却等处理后进入发电机组，可以转换为电能。

我国的生物质资源非常丰富，主要包括林业废弃物、农作物秸秆、城市生活垃圾等，为生物质能发电提供了良好的资源基础。加上近几年来，国家对生物质能发电技术的大力支持，出台了相关的发展规划和指导意见，为生物质能发电技术的发展提供了指导。

3.4地热发电技术

地热发电技术是利用地热能发电的技术，主要分为背压发电、凝汽发电、闪蒸发电等。其中，背压发电常用于温度及压力较高的干蒸汽田，利用该技术将干蒸汽引出，在除杂处理后，利用汽轮发电机产生电能。凝汽发电与背压发电的发电过程大致相同，只是在发电过程中应用了凝汽器，对地热蒸汽进行净化除杂后引入汽轮发电机。不凝结的气体会聚集在凝气器中，排除凝汽器中的空气，使其成为真空状态，提高发电效率。闪蒸发电主要用于地热水的发电过程，将地热水引入闪蒸器中进行降压闪蒸处理，产生蒸汽后，可以利用蒸汽发电。该发电技术要求发电设备对地热水的温度、矿化度等有很好的适应性。

结语

总而言之，在电力系统发展过程中，应用新能源发电技术能够缓解能源压力，也能够满足我国各行业对能源的需求。因此，我国需要对新能源发电技术进行研究和探索。分布式发电的大规模接入，其发电能力评估、运行控制、调度策略、源网荷储协调优化运行等技术将成为专家学者研究的重点，对于新能源的发展和构建新型电力系统具有重要意义。

参考文献

[1]李冠森.新能源发电技术在电力系统中的应用[J].光源与照明,2022(2):198-200.

[2]刘澄,王辉,李天慧,等.分布式新能源发电对配电网电压影响研究[J].可再生能源,2019,37(10):1465-1471.

[3]李冠森.新能源发电技术在电力系统中的应用[J].光源与照明,2022(2):198-200.