分布式电源并网对于配电网的影响分析

发表时间:2020/5/21   来源:《基层建设》2019年第34期   作者:朱瑶瑶
[导读] 摘要:在配电网的不断发展壮大中,能源危机逐渐凸显,在这种情况下,新能源发电技术得到了人们的热烈欢迎。
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        摘要:在配电网的不断发展壮大中,能源危机逐渐凸显,在这种情况下,新能源发电技术得到了人们的热烈欢迎。但是基于新能源发电的特性,其在并网过程中会对整个电网的运行产生一些影响,这些影响如果我们不正确对待,那么对整个电网的运行就会极为不利。文章对此有着详细的分析
        关键词:新能源;分布式发电;并网影响;电能质量
        经济的发展一般以能源消耗为代价,现在资源匮乏问题逐步显著。太阳能作为一种可再生资源,它的优点多,无污染,安装便捷,对其的开发逐渐受到人们的青睐。目前在德、日、美等国家与地区的应用日益广泛。分布式的发电站一般建在用户的周边,它所产生的电量供用户自己使用,剩余的电量输送到电网,且二者可以自动转换。分布式的发电技术既可以节约投资,也可以降低损耗。然而,由于分布式的发电的特点会使得其在并网时对电网电能质量产生影响,所以对此进行分析非常有必要。
        一、新能源发电技术的特点
        环保、可再生是新能源发电技术最重要特征。就目前来讲,新能源发电技术指的主要是利用太阳能、潮汐能、海洋能、地热能、风能以及生物质能等资源进行发电的方式。新能源发电具有下面一些优势:环保可再生、分布范围广泛、储备量巨大等,但是也有一些不足,比如说:地区差异较为明显、能源产量不稳定以及密度较低等。目前新能源发电中最常见的是风力发电以及太阳能发电。太阳能是一种清洁新能源,它的分布极其广泛,目前利用太阳能的方式主要是使用太阳能电池,当接收阳光照射时,在光伏效应下将其变为电力。分布式的光伏发电系统的建设在我国较为重视,它不同于集中式的光伏发电系统,可以较为分散的形式建设在用户侧,除了满足本地用户的用电需求外,其发电余量还能够直接入网,在发电量不足时,又可以利用电网电力维持运转。其特点如下:一是输出功率小,通常来说,其容量以千瓦计,但其发电效率并不会因规模小而降低,因此可以保证投资收益;二是环保性,在分布式光伏发电系统运转过程中不会产生较大的噪音污染,对周边环境的影响小;三是缓解用电压力,由于分布式的光伏发电系统占地面积受到现场的限制,一般较小,因此能量密度低,只能说缓解一小部分的用电压力;四是就近使用,分布式光伏发电系统可以发电为周边的用户提供电力,它是采用接入配电网的方式,不需要升压后长距离传输电力,减少能能量损失。
        二、分布式发电的意义和必要性
        新能源分布式发电和传统的发电形式有着很大的区别,发电功率通常较小,一般都在在几十千瓦至几十兆瓦,模块式的在配电网或分布在负荷附近的发电设施经济、商效、可靠的发电,常见的分布式发电可利用多种能源,包括了采用天然气、氢气、太阳能、风能等环境友好特性的能源。其应用范围很广,包括很多特定场合,如采矿企业、医疗单位体育场馆等,可作为紧急备用电源,具有重要意义。也从经济效益和环保效益两方面讨论了分布式发电的必要性,给出了具体的环境影响指标,使分布式发电环境价值定量化。发展分布式发电可以提高能源利用的效率(达70% -90%),具有良好的经济性,有利于环境保护,课增加用电的安全性和可靠性,可以解决偏远地区的供电问题,同时减少了长距离输电的网损问题,还可作为系统黑启动电源。
        三、配电网的安全性受分布式新能源发电并网的影响问题
        (一)配电网的安全性运行受分布式新能源发电的影响
        配电网接入分布式新能源发电后改变其分布的特性与短路电流的正常流向等,也可以使配电网的结构由辐射型向多电源的结构转化。
        (二)影响检修安全的问题
        在大多数的情况下因分布式的新能源发电都属于用户的侧并网,如果出现出力和负荷的平衡,那么就会出现孤岛效应的问题。在检修维护的相关工作人员,对分布式新能源发电的系统设备进行维护时,如果出现保护分布式新能源发电的系统功能失效,就会给工作人员带来安全隐患的问题。


        (三)影响计量安全的问题
        分布式新能源发电接入到配电网以后,安装在用户家庭中的新能源发电计量表,从资产属性与电力技术上来分析都可能出现用户利用新能源发电的计电表进行偷电的情况,从而计量安全的准确性受到影响。
        四、分布式发电的技术存在的一些问题和相应的解决办法
        (一)改进保护并网联络线装置的方式
        配电网中接入的分布式电源通常来讲是接到变电站的10k V或是35k V的母线上,过去运用保护线路配置的办法现在已无法达到其保护的基本要求,配电网在正常运行的时,为使保护零序电流的灵敏度得到提升,保护零序电流在配电网运行时,使其中性点不进行运行,将分布式的电源接入到母线上以后,在工作模式最大时,零序的网络就会发生一定的变化,使保护系统的灵敏度下降。在这种情况下,我们通常采用的处理办法是:用电网允许式代替保护式,其线路的主保护为纵联的保护,而其后续的保护应用四段,三段式的零序保护。采用这种办法可提升并网联络线路中自动装置的容错率,使保护配电网系统的安全性在技术上也得到了保障。
        (二)在并网中采用电抗器串联的措施
        短路电流是G D技术生成的,为使其受到限制,我们可以在电路中采用串联电抗器的办法。假设有分布式的电源A与系统电源B,在这两个电源间上的任何一点有电路故障发生时,因为B是系统电源,B点和故障点间都会有荷载电流存在,而系统电源A(G D)也是小型的电源,很难处理与分析解决故障点的问题,然而电网系统有短路情况发生时,电抗器就能把短路的电流控制在安全范围内;串联在分布式电网中的电抗器,它能够增强保护电网继电的作用,我们常用此种办法来解决配电网中存在的继电问题。
        五、发电并网的发展方向
        (一)变换发电并网的高性能技术
        我们分析新能源发电并网在将来的发展趋势,而最先需要进行分析研究的就是对这种高性能的电网变换技术,应用高性能的电网转换系统能够对电网模式的运行和彼此协调进行集合的关键,在此基础上统一控制变换器,使用这种模式能够减少电网运行时其内部的影响,而且还要控制系统方案的变换器进行协调统一,它有效的调整了电网的成功率,能够优化电网整体性的运行模式,提高整体电网运行的保护措施。
        (二)电网友好的互动网源技术
        在使用新能源电网时,逆计变器要符合电网友好这一新要求,这样能够控制其电网的运行速度,根据扩展通信的办法来调整电网的使用情况,通过调整能够掌控无功与有功的相关功率数据,从而降低其有功的功率变化。
        (三)设计新能源电站的有关标准规范,
        从设计新能源电网的总体规范来讲,我国根据新能源电网的应用规模进行合理设计,根据设计模式的标准要求对其进行分析研究,使电网的设计达到规范标准需要累积丰富的电网运行经验,在进行规范电网设计时,利用评估的模式能够对新能源的电网进行概括和描述,使其设计新能源电网的方案更加合理科学,形成设计规范化的评价体系,在进行电网的规范设计时,需要考虑其新能源电站的成本和效率的问题,从而确保新能源电网能够保持正常的运行模式,控制技术和信息能够实现可再生资源的相互转换。
        六、结束语
        为能够响应节能环保的需求,实现分布式发电的最大经济收益,同时提高并网电能的质量,研究新能源分布式发电并网已经成为一种必然需求。因此,在应用新能源发电时,我们必须充分考虑在此过程中并网造成的影响,并积极采取措施,从而降低其对配电网保护的影响保障供电安全。
        参考文献:
        [1]李阿祥.分布式电源并网对于配电网的影响研究[J].现代工业经济和信息化,2018,v.8;No.163(07):80-81.
        [2]张世康,杭佳卉.分布式电源并网对电网负荷预测的影响研究[J].中国科技投资,2017(18).
        [3]李文汗,赵冬梅,王心,et al.考虑分布式电源并网的配电网适应性评价方法[J].电网与清洁能源,2017(2).
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