基于新能源技术的分布式电源在电网中的应用
2022-06-09
摘要：目前在全球范围内分布式电源的研究已经成为了电力系统的热门研究内容，其中以新能源技术为基础，探究分布式电源对于电网系统的具体影响则是重点。简述了分布式电源概念，并针对新能源技术基础上的分布式电源的类型以及其在电网中的具体应用和影响，进行重点分析。
关键词: 新能源技术; 电网; 分布式电源
0 引言
随着全球电力系统的建设规模不断扩大，用户对于电能的实际需求量也不断增大。这使得分布式发电这种具备一定市场竞争优势的发电方式，在电网系统中的地位更加突出，也是 21 世纪国际电力领域的发展趋势之一。
1 分布式发电技术的概念
分布式发电是在集中式发电方式的基础上提出的一种相对技术，一般指的是发电功率大约为50 kW，分散布置在用户周围的一种发电技术，该技术具有小型模块化、可靠性高、运行效率高等特点。而从广义上而言，分布式发电则指的是任意安装在用户周围的一种发电设施，其包括了蓄能技术、冷热电联产以及热电联产等[1]。
2 基于新能源技术的分布式电源在电网中的具体应用及其影响
2.1 具体应用
基于新能源技术的分布式电源主要包括了微型燃气轮，功率较低的内燃机，太阳能发电电源、光伏发电电源、生物质发电电源以及风力发电等新技术。
1）燃料电池发电技术：甲醛、天然气等富含氢的燃料，在与空气中的氧气相互作用下，生成了水，导致氢氧离子发生定向转移，到外电路中，形成了电流，在不燃烧燃料的情况下，通过电化学反应，将燃料内的化学能直接转化为电能。这就是燃料电池的基本工作原理。现阶段，固体电解质燃料电池、聚合电解质膜电池、熔融碳酸岩燃料电池、碱性燃料电池、磷酸型燃料电池等均属于燃料电池，而其中磷酸型燃料电池在电网中的应用更加成熟。2）风力发电技术：站在能量转换角度加以分析，风力发电机组是由风力机、发电机这两部分组成。其中，在风力机的叶片上，在风速影响下产生了转矩，驱动轮毂的转动，然在齿轮箱的高速轴、联轴器、刹车盘和异步发电机转子相连接下，发电运作。3）微型燃气轮机技术：实际上，微型燃气轮机的发电效率，只有 30%，但是如果采取热电联产方式，其发电效率将会提高至75%。微型燃气机是一种超小型汽轮机，其燃料包括了甲烷、柴油、天然气以及汽油，并同时具备了质量轻、体积小、发电率高、污染量小、运行维护简单等优点，因此该技术是目前最具有商业竞争价值的一种分布式发电技术。4）光伏发电技术：将太阳能直接转化成电能，则是光伏发电电源的工作原理。和已有的发电技术相比，光伏电池在电网中的应用并不广泛。系统运行较为随意。然而因为光伏电视是以可再生的太阳能作为原料，其应用前景受到了业界的高度重视。5）生物质发电技术：生物质来源于物质。首先把生物质转化成能够驱动发电机的能量形式，包括了燃油、酒精以及燃气等，然后采取发电技术进行发电运行[2]。
2.2 应用特点
在使用效率、能源多样化、环境保护、节能等方面来讲，分布式发电具有一定的优越性，且电力市场的日益壮大，使得分布式电源受到了高度关注。在电力系统出现故障的情况下，应用分布式电源，保证紧急供电，为主要用户提供电能，还能够避免电力系统故障的扩大化，提高了电网机动性，改善了电能质量，保证了电力系统的稳定运行。以此同时，还能够节省配电站建设成本，降低输配电成本，降低输电消耗。此外，分布式电源的投资小、建设周期短、占地较小，能够在短期内处理好电力短缺问题，还能够同时提供冷、电、热能；结合用户具体要求，为用户提供温度等级不同的冷气及热量。
2.3 具体影响
当分布式发电被接入至配电系统中，使得已有的配电系统由一个辐射状网络变成了高度交叉联结的遍布电源网络，且用户互联，这样将会对电网系统带来极为重要的影响。
1）明确分布式电源的具体位置以及电源容量是组分布式电源系统的必要前提，在结合客户终端的具体容量要求以及所处的地理位置的基础上，综合分析所有的衡量指标，从而明确分布式电源采取何种发电方式。其分布式电源采取灰色并联、小波分析以及神经网络等技术，其发电容量要求是以满足负荷正常运作情况下所需具体能量为主，同时还能够承受突发事件，构建负荷模型。而分布式电源位置的确定，要求对附近能源、地理环境以及交通运输等因素交易分析，同时还要尽可能降低线路损耗。2）应用分布式电源所引起的电能质量、运行问题。在应用分布式电源的过程中，配电系统潮流单向模式发生了改变，无法维持电压，造成载调压变压器以及开关电容器等配电网电压调整设备出现了异常反应，进而影响到电能质量以及系统的稳定运行。因此在今后对于分布式电源的应用过程中，应加大对电能质量及系统运行问题的研究力度。
3 结语
现阶段在新能源技术基础上，分布式电源具有环保、灵活、高效、节能等优点，且能够满足电力系统以及电力用户的具体要求和电网的稳定运行，有着传统发电方式无法比拟的优点。
参考文献：
[1] 琼慧,崔岩.我国分布式电源发展规划与现状分析访国网能源研究院新能源与统计[J].电气应用,2015(4):676-677.
[2] 颜宏文,李欣然.基于差分进化的含分布式电源母线净负荷预测[J].电网技术,2013(9):554-555
关键词: 新能源技术; 电网; 分布式电源
0 引言
随着全球电力系统的建设规模不断扩大，用户对于电能的实际需求量也不断增大。这使得分布式发电这种具备一定市场竞争优势的发电方式，在电网系统中的地位更加突出，也是 21 世纪国际电力领域的发展趋势之一。
1 分布式发电技术的概念
分布式发电是在集中式发电方式的基础上提出的一种相对技术，一般指的是发电功率大约为50 kW，分散布置在用户周围的一种发电技术，该技术具有小型模块化、可靠性高、运行效率高等特点。而从广义上而言，分布式发电则指的是任意安装在用户周围的一种发电设施，其包括了蓄能技术、冷热电联产以及热电联产等[1]。
2 基于新能源技术的分布式电源在电网中的具体应用及其影响
2.1 具体应用
基于新能源技术的分布式电源主要包括了微型燃气轮，功率较低的内燃机，太阳能发电电源、光伏发电电源、生物质发电电源以及风力发电等新技术。
1）燃料电池发电技术：甲醛、天然气等富含氢的燃料，在与空气中的氧气相互作用下，生成了水，导致氢氧离子发生定向转移，到外电路中，形成了电流，在不燃烧燃料的情况下，通过电化学反应，将燃料内的化学能直接转化为电能。这就是燃料电池的基本工作原理。现阶段，固体电解质燃料电池、聚合电解质膜电池、熔融碳酸岩燃料电池、碱性燃料电池、磷酸型燃料电池等均属于燃料电池，而其中磷酸型燃料电池在电网中的应用更加成熟。2）风力发电技术：站在能量转换角度加以分析，风力发电机组是由风力机、发电机这两部分组成。其中，在风力机的叶片上，在风速影响下产生了转矩，驱动轮毂的转动，然在齿轮箱的高速轴、联轴器、刹车盘和异步发电机转子相连接下，发电运作。3）微型燃气轮机技术：实际上，微型燃气轮机的发电效率，只有 30%，但是如果采取热电联产方式，其发电效率将会提高至75%。微型燃气机是一种超小型汽轮机，其燃料包括了甲烷、柴油、天然气以及汽油，并同时具备了质量轻、体积小、发电率高、污染量小、运行维护简单等优点，因此该技术是目前最具有商业竞争价值的一种分布式发电技术。4）光伏发电技术：将太阳能直接转化成电能，则是光伏发电电源的工作原理。和已有的发电技术相比，光伏电池在电网中的应用并不广泛。系统运行较为随意。然而因为光伏电视是以可再生的太阳能作为原料，其应用前景受到了业界的高度重视。5）生物质发电技术：生物质来源于物质。首先把生物质转化成能够驱动发电机的能量形式，包括了燃油、酒精以及燃气等，然后采取发电技术进行发电运行[2]。
2.2 应用特点
在使用效率、能源多样化、环境保护、节能等方面来讲，分布式发电具有一定的优越性，且电力市场的日益壮大，使得分布式电源受到了高度关注。在电力系统出现故障的情况下，应用分布式电源，保证紧急供电，为主要用户提供电能，还能够避免电力系统故障的扩大化，提高了电网机动性，改善了电能质量，保证了电力系统的稳定运行。以此同时，还能够节省配电站建设成本，降低输配电成本，降低输电消耗。此外，分布式电源的投资小、建设周期短、占地较小，能够在短期内处理好电力短缺问题，还能够同时提供冷、电、热能；结合用户具体要求，为用户提供温度等级不同的冷气及热量。
2.3 具体影响
当分布式发电被接入至配电系统中，使得已有的配电系统由一个辐射状网络变成了高度交叉联结的遍布电源网络，且用户互联，这样将会对电网系统带来极为重要的影响。
1）明确分布式电源的具体位置以及电源容量是组分布式电源系统的必要前提，在结合客户终端的具体容量要求以及所处的地理位置的基础上，综合分析所有的衡量指标，从而明确分布式电源采取何种发电方式。其分布式电源采取灰色并联、小波分析以及神经网络等技术，其发电容量要求是以满足负荷正常运作情况下所需具体能量为主，同时还能够承受突发事件，构建负荷模型。而分布式电源位置的确定，要求对附近能源、地理环境以及交通运输等因素交易分析，同时还要尽可能降低线路损耗。2）应用分布式电源所引起的电能质量、运行问题。在应用分布式电源的过程中，配电系统潮流单向模式发生了改变，无法维持电压，造成载调压变压器以及开关电容器等配电网电压调整设备出现了异常反应，进而影响到电能质量以及系统的稳定运行。因此在今后对于分布式电源的应用过程中，应加大对电能质量及系统运行问题的研究力度。
3 结语
现阶段在新能源技术基础上，分布式电源具有环保、灵活、高效、节能等优点，且能够满足电力系统以及电力用户的具体要求和电网的稳定运行，有着传统发电方式无法比拟的优点。
参考文献：
[1] 琼慧,崔岩.我国分布式电源发展规划与现状分析访国网能源研究院新能源与统计[J].电气应用,2015(4):676-677.
[2] 颜宏文,李欣然.基于差分进化的含分布式电源母线净负荷预测[J].电网技术,2013(9):554-555