張冬 王峰

摘? 要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促使現(xiàn)階段對(duì)于清潔能源的使用較為普遍和廣泛。不可再生能源對(duì)于環(huán)境的危害較為嚴(yán)重，為實(shí)現(xiàn)高效的長時(shí)間推動(dòng)社會(huì)發(fā)展，社會(huì)的發(fā)展需要眾多的能源作為支撐動(dòng)力，為保證對(duì)能源的可持續(xù)性使用，近幾年人們將注意力集中在新能源的開發(fā)過程中。本文對(duì)新能源分布式電源類型進(jìn)行分析，通過新能源分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的干預(yù)性、儲(chǔ)能技術(shù)等方面做以深入探討，希望能為相關(guān)人士提供有效參考。

關(guān)鍵詞：新能源并網(wǎng)? 儲(chǔ)能技術(shù)? 飛輪儲(chǔ)能? ?分析

中圖分類號(hào)：TM721? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）08（c）-0023-03

Abstract： With the progress of science and technology and the development of social economy， the use of clean energy is more common and extensive at this stage. The harm of non renewable energy to the environment is more serious. In order to achieve efficient and long-term social development， social development needs a lot of energy as the supporting power. In order to ensure the sustainable use of energy， people have focused on the development of new energy in recent years. In this paper， the types of new energy distributed generation are analyzed， and the intervention of new energy distributed generation on distribution network， energy storage technology and other aspects are discussed in depth， hoping to provide effective reference for relevant people.

Key Words： New energy grid connection; Energy storage technology; Flywheel energy storage; Analysis

1? 新能源分布式電源類型

分布式電源本質(zhì)上是指可以契合負(fù)荷周圍用電量，采用就近原則的方式接入到相對(duì)應(yīng)的低壓配電網(wǎng)內(nèi)部電源，自身的裝機(jī)規(guī)模較小，會(huì)在新能源的輔助之下，產(chǎn)生全新的清潔能源，穩(wěn)定的供電狀況，不僅保證電網(wǎng)運(yùn)輸電力的穩(wěn)定性和高效性，同時(shí)也可以保障當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量，減少對(duì)環(huán)境的壓力。使用分布式的電源以及自身具備穩(wěn)定負(fù)荷就會(huì)在后期形成一個(gè)微網(wǎng)，在制定的條件之下能夠承受大電網(wǎng)調(diào)整干預(yù)孤島運(yùn)轉(zhuǎn)，降低電網(wǎng)內(nèi)部存在的安全隱患。現(xiàn)階段并網(wǎng)分布式電源會(huì)涉及風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電等[1]。

1.1 風(fēng)力發(fā)電

是借助風(fēng)力帶動(dòng)內(nèi)部的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪箱變速的調(diào)控方式輔助當(dāng)前的發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量和效果，促使風(fēng)能能夠被直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑦M(jìn)入到電網(wǎng)內(nèi)部，是一類除去水電之外的技術(shù)，運(yùn)作較為科學(xué)、前期運(yùn)行成本較少、整體開發(fā)效果較為良好和優(yōu)質(zhì)的一類可再生能源，現(xiàn)階段其自身的優(yōu)勢(shì)較為明顯，已經(jīng)在全國的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)大面積的運(yùn)用。

1.2 太陽能光伏發(fā)電

太陽能光伏電池是使用半導(dǎo)體性質(zhì)的材料，在太陽的日照作用下會(huì)出現(xiàn)能量較強(qiáng)的光電反應(yīng)，利用單體電池串并聯(lián)的方式會(huì)生成列陣，有助于將太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡⑵浯鎯?chǔ)在相對(duì)應(yīng)的蓄電設(shè)備內(nèi)部，之后依照負(fù)荷的實(shí)際需求，在并網(wǎng)逆轉(zhuǎn)設(shè)施的幫助之下，可以將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，并可以投入在日常的使用過程中。采用此類新能源技術(shù)的光伏輸出效果受到太陽日照效果和當(dāng)?shù)氐臏囟雀?dòng)狀況干預(yù)性較強(qiáng)。光伏發(fā)電可以不采用大量的燃料作為生產(chǎn)代價(jià)，整體污染性較低，可以不受時(shí)間和空間的約束，強(qiáng)化整體的電網(wǎng)調(diào)度效果，總體的運(yùn)作較為合理和安全，后期的維護(hù)不需要大量的前期資金投入，整體的運(yùn)行較為安全和穩(wěn)定?，F(xiàn)階段，國內(nèi)正在推行光伏扶貧項(xiàng)目，在農(nóng)村開始使用自發(fā)自用的方式，實(shí)現(xiàn)余電上網(wǎng)，此類方式有助于全方位的促進(jìn)當(dāng)?shù)刎毨У貐^(qū)的收入狀況，指導(dǎo)光伏產(chǎn)業(yè)可以實(shí)現(xiàn)高效的平價(jià)上網(wǎng)，是一種性價(jià)比較高的長時(shí)間運(yùn)行的發(fā)電技術(shù)。

1.3 微型燃?xì)廨啓C(jī)

微型燃?xì)廨啓C(jī)是一種整體功率效果小于300kW的小型熱力發(fā)電設(shè)施，通常會(huì)運(yùn)用到天然氣、甲烷、柴油等材料作為核心的燃料。微型燃?xì)廨啓C(jī)會(huì)將空氣做以壓縮處理，之后通過渦輪排氣余熱的方式，實(shí)現(xiàn)和燃料的全方位融合之后會(huì)產(chǎn)生熱力，并帶動(dòng)渦輪的工作，保證發(fā)電機(jī)自身具備較為穩(wěn)定的電力持續(xù)性的供電，此類設(shè)施所攜帶的燃料消耗狀況較低，能夠?qū)崿F(xiàn)多種燃料的配合使用，前期的污染狀況較少，總體投資成本低，后期的遙控質(zhì)量較為明顯和合理，不僅可以被當(dāng)做分布式電源，也能夠被充當(dāng)供電備用的設(shè)施運(yùn)用?，F(xiàn)階段，熱電聯(lián)供產(chǎn)業(yè)在我國的北方地區(qū)使用較為頻繁，有利于保障當(dāng)?shù)氐臒崮苁褂眯Ч?，減少對(duì)環(huán)境所造成的壓力，確保當(dāng)前的電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量和效率[2]。

1.4 燃料電池

因?yàn)楦粴淙剂弦约跋鄬?duì)應(yīng)的氧化劑會(huì)存在較為強(qiáng)烈的化學(xué)效果，可以將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽侨剂想姵氐闹饕\(yùn)行原理。因?yàn)殡姵卦诠ぷ鞯倪^程中內(nèi)部的電解質(zhì)會(huì)存在多種狀況，現(xiàn)階段核心的燃料電池會(huì)分為以下幾種，分別為固體聚合物燃料電池、生物質(zhì)能燃料電池、堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池以及固體氧化物燃料電池。此類電池內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)換質(zhì)量高，自身的適應(yīng)負(fù)荷轉(zhuǎn)變效果較為明顯，發(fā)電性能高效，清潔效果優(yōu)質(zhì)，可以減少對(duì)環(huán)境的污染效果，后期的使用質(zhì)量高。

2? 新能源分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的干預(yù)性

2.1 并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

分布式電源并網(wǎng)的運(yùn)行應(yīng)當(dāng)契合前期的總體需求，控制電能的質(zhì)量、內(nèi)部的運(yùn)行功率狀況以及后續(xù)的相應(yīng)狀況，強(qiáng)化并網(wǎng)的同步性。標(biāo)準(zhǔn)化的分布式電源并網(wǎng)總體容量需要限定在合理標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，負(fù)荷不應(yīng)當(dāng)超過25%，并網(wǎng)電網(wǎng)內(nèi)部的電壓等級(jí)降低到380kV時(shí)，總體的容量管控需要被限定在200kW上下。一旦并網(wǎng)滲透的整體效果提高之后，工作人員就應(yīng)當(dāng)對(duì)配電臺(tái)區(qū)開展調(diào)整，緩解在并網(wǎng)過程中所造成的電壓短時(shí)間升高和短路的狀況。在并網(wǎng)的環(huán)節(jié)中需要調(diào)控系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，分布式電路以及相對(duì)應(yīng)的電壓數(shù)值均需要被限定在合理的范圍之內(nèi)。

2.2 電能質(zhì)量

第一，電壓閃變，一旦分布式電源因?yàn)橥饨绲囊蛩馗深A(yù)以至于脫離電力系統(tǒng)之后，就會(huì)對(duì)配電網(wǎng)造成較為嚴(yán)重的沖擊效果，導(dǎo)致后期會(huì)出現(xiàn)電壓閃變的狀況。第二，諧波污染，在此過程中，分布式電源往往是借助電力電子設(shè)施和電網(wǎng)相連接，促使電力電子轉(zhuǎn)換裝置管控分布化電源被投入，并在后期開展系統(tǒng)性的電壓調(diào)整過程中，開關(guān)元件頻繁動(dòng)作就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的諧波會(huì)受到干擾。第三，無功有功的調(diào)度，在風(fēng)力發(fā)電的種類可以被分為異步電動(dòng)機(jī)、雙饋感應(yīng)電機(jī)以及永磁同步電機(jī)三種。在異步發(fā)電裝置并網(wǎng)的過程中能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生大量的無功，促使會(huì)強(qiáng)化無功的壓力情況，就會(huì)在后期的環(huán)節(jié)中減少并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的電壓狀況。針對(duì)此類情況，應(yīng)當(dāng)對(duì)電力運(yùn)行的系統(tǒng)中增加無功效果的改善和調(diào)節(jié)，延展無功補(bǔ)償設(shè)施降低網(wǎng)損效果，有助于保證前期的資本投資。

2.3 潮流分布

電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)作的環(huán)節(jié)中支路潮流會(huì)出現(xiàn)單向流動(dòng)的狀況，開展大范圍之內(nèi)的分布式電源并網(wǎng)處理之后，潮流分布情況就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向流動(dòng)。一旦分布式電源的對(duì)外輸出功率超過負(fù)載的狀況時(shí)，少部分的線路就會(huì)發(fā)生逆向的潮流，產(chǎn)生的電壓越限狀況就會(huì)干預(yù)到電壓的穩(wěn)定性。分布式電源的對(duì)外輸出功率隨機(jī)效果所引起的潮流難以估測，就會(huì)導(dǎo)致在后期帶給電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)以及相對(duì)應(yīng)的調(diào)度較多困難，干預(yù)到后期的發(fā)電狀況。

3? 儲(chǔ)能技術(shù)

第一，在抽水儲(chǔ)能的研究中，其可以將電動(dòng)設(shè)施下游的水直接抽離到上游，促使機(jī)械能在此情況下內(nèi)部的勢(shì)能就會(huì)被直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽驗(yàn)榈刭|(zhì)因素以及天氣情況的干預(yù)，水力發(fā)電是現(xiàn)階段可以實(shí)現(xiàn)大范圍的發(fā)電行業(yè)，經(jīng)常被使用在當(dāng)前的電力系統(tǒng)調(diào)頻以及負(fù)荷高峰存儲(chǔ)的環(huán)節(jié)中，此類技術(shù)當(dāng)前正在被使用在地下水以及海洋水庫的建設(shè)過程中。抽水儲(chǔ)能技術(shù)是電力系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛的一種儲(chǔ)能技術(shù)，在電力負(fù)荷低谷期將水從地下水庫中抽到上池水庫，將電能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能儲(chǔ)存起來，抽水儲(chǔ)能釋放的時(shí)間可以從幾個(gè)小時(shí)到幾天不等，用于電力系統(tǒng)的調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用等。

第二，超導(dǎo)磁儲(chǔ)能，是在低溫狀況下的惰性氣體狀況下運(yùn)行的超導(dǎo)線圈在內(nèi)部存儲(chǔ)的電流磁場的能量。此類技術(shù)自身體積較小、總體的重量較低、電磁的反應(yīng)效果較為迅速，優(yōu)勢(shì)較為明顯，現(xiàn)階段正在被普遍使用在電力系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)節(jié)中，但是此類技術(shù)還正在研究過程中。

第三，飛輪儲(chǔ)能。飛輪儲(chǔ)能是指利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能存儲(chǔ)起來，并在需要的時(shí)候利用飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。其原理來自于復(fù)合材料技術(shù)和超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)。

4? 結(jié)語

綜上所述，因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促使現(xiàn)階段對(duì)于清潔能源的使用較為普遍和廣泛，為保證其可以實(shí)現(xiàn)更加高效的運(yùn)作，強(qiáng)化總體的供電穩(wěn)定效果，就需要技術(shù)人員強(qiáng)化對(duì)細(xì)節(jié)的研究，把控具體的儲(chǔ)能效果，以便于在今后的發(fā)展過程中，可以高效地帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 王皓，張舒淳，李維展.儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)應(yīng)用研究綜述[J].電工技術(shù)，2020（3）：21-24，27.

[2] 孫曉，李妍.新能源并網(wǎng)及儲(chǔ)能技術(shù)研究綜述[J].通信電源技術(shù)，2020，37（2）：12-14.

[3] 蘇坤林.儲(chǔ)能技術(shù)在大規(guī)模新能源并網(wǎng)中的運(yùn)用研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2019.

[4] 李欣，黃魯成，常金平.基于粗糙集的新能源產(chǎn)業(yè)中儲(chǔ)能技術(shù)評(píng)價(jià)[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：信息與管理工程版，2012，34（2）：211-214，232.

[5] 王皓，張舒淳，李維展，等.儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)應(yīng)用研究綜述[J].電工技術(shù)，2020（3）：21-24，27.

[6] 劉磊.新能源并網(wǎng)發(fā)電電能質(zhì)量研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2018（22）：57.