新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响

摘要

目前，集中发电、远距离输电和大电网互联的电力系统是电能生产、输送和分配的主要方式，正在为全世界90﹪以上的电力负荷供电。这种容量越来越大的电网虽有其优点，但它也存在一些弊端。随着负荷峰谷差的不断增大，电网的负荷率正逐年下降，发电输电设施的利用率都有下降的趋势。电力系统越庞大，事故发生的概率越高，大型互联电力系统中，局部事故极易扩散，导致大面积的停电。于是，直接安置在用户近旁的分布式电源便成为一种替代方案，提高了电力系统运行的灵活性、可靠性、安全性。能源危机已成为当代人类社会面临的重大经济问题，如何合理开发可再生能源与新能源发电技术是当前一项迫切而有实际价值的研究课题。 本文所做的工作是通过对生物质气化发电技术、风力发电技术等新能源发电以及热电联产的分布式电源的研究，以江苏正在建设中的发电厂为实例，进行接入系统方案研究，得出既经济又安全稳定运行的可行接入系统方案，并分析了电厂上网对电力系统运行、电力平衡及调峰平衡、暂态稳定水平的影响。 (1)兴化4 MW生物质气化发电站是建立在联合循环理论基础上技术先进而经济合理的生物质气化发电站，利用当地生物质能资源发电，其所发电力电量完全由当地电网所消化。论文提出了三种接入方案，并通过对系统线损、投资、可靠性等方面研究分析确定了一种最优接入系统方案。该电厂容量较小，不会影响主系统的暂态稳定水平。 (2)东台1000 Mw风力发电场发电机组采用的是典型的风力发电机组模型，利用当地风能资源发电。论文对一期200 MW提出了两种接入方案，并通过对系统线损、投资、可靠性等方面研究分析确定了一潮流合理、对系统影响较小的可行性接入系统方案。风电场1000 MW全部上网将影响电网的电力平衡和调峰平衡，以及电网的潮流分布、暂态稳定极限等。 (3)梅兰60 MW热电联产自备电厂是典型的抽凝式汽轮发电机组及硫化床锅炉，以集中供热为主，“以热定电，热电联产”，容量较小，接入系统对电网的稳定性、电力平衡、调峰平衡影响不大。论文提出了几种接入方案，并通过对系统线损、投资、可靠性等方面研究分析确定了确定了一可行性接入系统方案。 新能源发电与分布式发电对电力系统的潮流、电力平衡、调峰平衡、暂态稳定水平、保护配置等方面均有一定的影响。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2我国电力发展现状及新能源的利用

1.2.1火电

1.2.2水电

1.2.3核电

1.2.4新能源发电

1.3分布式电源技术的发展现状

1.3.1分布式电源

1.3.2微型燃气轮机技术

1.3.3燃料电池技术

1.3.4光伏电池技术

1.3.5风力发电技术

1.4分布式发电对电力系统影响

1.4.1对电力系统负荷预测、规划和运行影响

1.4.2对系统潮流、电能质量和运行可靠性影响

1.4.3对系统二次方面产生的影响

1.5本文所做的工作

第二章生物质气化发电技术

2.1前言

2.2中国生物质气化发电技术的现状

2.2.1发展概况

2.2.2生物气化发电技术

2.2.3影响生物质气化技术应用的关键问题

2.2.4中国生物质气化发电的经济性

2.2.5中国生物质发电技术发展展望

2.3兴化生物质气化发电站采用的关键技术

2.3.1燃气—蒸汽联合循环原理

2.3.2气化炉

2.3.3气体机

2.3.4气体净化

2.3.5余热锅炉

2.3.6原料运输

2.4兴化气化发电系统装置构成

2.5本章小结

第三章风力发电技术

3.1前言

3.2风能转换及利用

3.3风力发电系统及装置

3.3.1风力发电机组的系统组成

3.3.2调向机构

3.3.3发电机

3.3.4升速齿轮箱

3.3.5塔架

3.3.6控制系统

3.4本章小结

第四章兴化生物发电站接入系统及对电网的影响

4.1电站接入系统选择

4.1.1电站附近可供接入点概况

4.1.2可行性接入系统方案

4.1.3线损比较

4.1.4投资比较

4.1.5接入系统方案综合比较

4.1.6计量点及方式

4.1.7系统调度、通信

4.2兴化生物发电站的接入对电网的影响

4.3本章小结

第五章东台200MW风力发电场接入系统分析

5.1东台1000 MW风力发电场概况

5.2风力发电场周边电网发展情况

5.3并网电压等级选择

5.4接入点情况

5.5东台一期200MW风电场并网方案

5.5.1潮流计算比较

5.5.2短路电流计算比较

5.5.3经济性比较

5.5.4调相调压计算

5.5.5技术比较

5.6本章小结

第六章东台1000 MW风力发电场对电网的影响

6.1电力电量平衡影响

6.1.1全省电力平衡影响

6.1.2全省电量平衡影响

6.1.3苏北电力平衡影响

6.1.4盐城、泰州、南通电力平衡影响

6.2调峰平衡影响

6.2.1平衡设定

6.2.2平衡及结果分析

6.3东台风力发电场对电力系统运行的影响

6.3.1风电场并网对系统的冲击

6.3.2对PCC点电能质量的影响

6.3.3其他综合影响

6.4本章小结

第七章热电联产自备电厂接入系统及对电网的影响

7.1我国热电联产现状

7.2梅兰热电厂概况及主要系统构成

7.2.1热力系统

7.2.2燃烧系统

7.2.3燃煤、石灰石输送及除灰除渣系统

7.2.4电气部分

7.3电厂接入系统方案分析

7.3.1电厂附近可供接入点概况

7.3.2可行性接入系统方案

7.3.3两种方案投资估算及技术经济特性比较

7.3.4短路电流计算及主要电气设备选择较验

7.3.5结论

7.4电厂计量

7.5系统继电保护与安全自动装置配置

7.5.1保护配置及选型

7.5.2保护投资估算

7.6系统调度通信自动化

7.7梅兰热电厂上网对电力系统的稳定性影响

7.7.1电网现状

7.7.2潮流计算及稳定结果

7.8本章小结

结论

致谢

作者在攻读学位期间公开发表的论文

参考文献