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基于分布式电源的微电网控制与保护研究

2018-08-22刘英兰,田睿,程林,曲峰

科学与财富 2018年20期
关键词:分布式电源保护措施

刘英兰,田睿,程林,曲峰

摘 要:分布式发电技术可以推进当前的清洁能源建设,提升清洁能源如风能、太阳能的使用效率,但是,在分布式电源进行并网运行时,其发电特征会造成电网的运行不稳定。微网技术通过提供结构式的分层结构提升了分布式电源的使用效率和运行稳定性,智能配电网系统的建设也有效提升了电网供电工作的完成质量。本文对三类技术进行了介绍,对如何实现智能配电网提出了建议。

关键词:分布式电源;微网控制;保护措施

引言

分布式发电方式是作为当前集中发电方式的补充使用的,其通过对分散的清洁能源发电系统进行利用,并将其并入电网中,提升了电网中的电能数量。但是,多种分布式电源的并入电网影响了电网的稳定运行,当前的配电网络并不适应分布式接入形式。为了解决当前存在的问题,在电网建设中应用微网技术,建设智能配电网是必要的。

1 分布式电源

分布式发电主要是对当前较为分散的太阳能发电、风能发电和水利发电等能源,实现发电功能技术。分布式电源在大小和发电功率上存在一定差异,其对可再生能源的利用降低了能源使用对环境的影响,分布式的发电能源也使得发电系统建设更为灵活。清洁能源的发电过程对自然环境有较大的依赖,与现有的火力发电等方式在发电的特点上有所不同。分布式发电由于其本身依赖自然界的能量进行发电,其本身的随机性和间歇性都较强,其产生的电压的幅度波动较大,因此,在實际的发电的使用之中,需要对分布式发电产生电能的实际电压波动进行调整以便与电网的负荷频率相符。在发电过程中,为了提升分布式发电系统的运行经济性,在建设中常将其设计为不接入电网就无法进行独立供电的系统,即在使用中需要借助其他的电源设备实现。除此之外,将分布式电源接入电网之中会改变电网系统中的潮流分布,为电网维护工作带来了新的问题。当前部分分布式电源在接入电网之后故障频发,且在发生故障之后会自动退出运行,提升了电网系统的运行不平衡。在未来的发展中如何保证分布式发电系统在接入电网之后的运行稳定性是技术人员研究的重点。将分布式电源接入电网之中会改变电网系统中的潮流分布,为电网维护工作带来了新的问题。当前部分分布式电源在接入电网之后故障频发,且在发生故障之后会自动退出运行,提升了电网系统的运行不平衡。在未来的发展中如何保证分布式发电系统在接入电网之后的运行稳定性是技术人员研究的重点。

2 微电网介绍

微网是由分布式电源、储能装置、能量转化设备以及保护装置所组成的一个小型的配电系统,其可以实现自行控制,既可以接入电网之中,又可以作为独立电源进行供电。将分布式发电系统以微网形式接入电网之中可以更为高效率的发挥分布式发电能源,其在提升分布式电源的利用效率的同时也可以在电网负荷大是进行持续供电,是未来可持续能源使用中的重点技术。

简单微网是微网的基本组成部分,其结构仅包括一类分布式电源和管理设备,一般针对一类负荷进行功能。多种类微网设备中含有多种分布式电源,多种类微网设备在实质上是由多个简单微网系统组成,其可以对不同微网存在的缺陷进行互补和协调,在系统结构设计上更为复杂。在多种类微网系统之中为了运行安全和平衡行一般会配置可切负荷。在当前的发展中,微网系统的发展目标是建设公用微网,在这一微网系统中可以接入大量的分布式电源和小型微网系统,其会根据不同用户的使用需求进行负荷上的分级,在保证高优先度负荷供电的基础之上满足低负荷用户的使用需求,在未来的电网发展中,电网企业可以建设公用微网,实现对用户需求的个性化服务。微网即是一个小型的供电系统,也是大型供电网络中的一个组成部分,其在运行过程中,作为电源的多种分布式电源具有较为复杂的性质,造成微网结构和动态特性的难以分析。微网的研究和应用改变了传统配电网络的结构和运行动态特性。当前微网发展和建设的主要目标是实现多种分布式电源的接入,并且降低其发电不稳定性对电网运行和供电服务质量的影响。

3 微网的控制和保护

在分布式电源建设过程中,智能微网共网新技术指的是在发电系统的建设过程之中通过智能控制技术来协调发电系统和电力供应系统之间的关系。由于发电过程存在波动现象,假如发电过程电压不稳定时,为了保证供电网络的功率平稳,系统会切换至市政电力向负载的供电,当分布式供电工程稳定时,在供电过程之中优先使用光伏发电的电能,实现了电力系统的长期稳定使用,且光伏发电系统的加入有效降低了发电过程对环境的影响智能电网系统可以实现接入分布式电源之后电网的稳定运行,降低了出现供电不稳定现象的可能性,其主要的目的是实现可再生能源的开发和使用,保证电能使用的可持续性。智能配电网在结构上包括信息技术以及大数据技术等实现配电网的智能化,保证其在运行中可以和用户进行互动,根据用户的不同需求制定不同的电能供应方案,实现电能供应的个性化。

3.1 系统组成

智能计量系统的主要目的是使得电网运行数据实时化和可视化,保证电网管理人员有足够的信息,实现电网的智能化运行。智能网络的目的是实现多种能源的同时供应,多种能源的智能供应管理需要大量数据以及电网的智能化反应。智能运行是指电网可以根据智能计量仪器的测量数据完成分析和管理功能,从而得出智能化的控制决策,提升运行效率和电网供应的安全性以及平衡行。智能化的运行管理是实现智能配电网络的关键性组成部分。

3.2 配电网建设技术

智能配电网的发展直接受到智能技术研究和人们的实际需求的影响,分布式发电技术和智能通信技术直接影响配电网络的智能化。以分布式电源为能源的微网可以作为智能电网的电源,不同的微网会产生相互影响,影响电网运行的平衡行和可靠性。因此,技术人员需要根据智能电网的结构和微网的运行特性来对网络结构进行优化。在智能电网的规划设计上,微网设备和传统的电源在性质上存在差异,因此,管理人员应当结合其运行性质,对管理方式进行优化。

分布式发电技术、微网技术和智能配电网络技术的发展成熟程度不同,分布式发电技术发展较早,当前已经开始进行电网的接入,但是由于其发电功率不稳定的特征,其在接入电网之后造成了多种电网运行问题。为了解决其对电网运行的影响,微网技术开始进行研究和运行,在一定程度上解决了分布式电源并网后造成的影响,当前已经可以实现简单微网的使用和管理。智能配电网建设是一个较为复杂的过程,其需要将微网系统和当前的供电网络进行融合,实现管理和计量的智能化,因此,智能化电网还处于发展状态。

4 结束语

分布式电源是实现当前清洁能源接入电网的主要手段,为了避免分布式电源在使用过程中对当前的电力微网结构造成破坏,在建设中可以通过智能控制技术对电网结构进行保护,提升电网的运行质量和安全性酶,推动国家电网的建设。

参考文献

[1]王建,李兴源,邱晓燕.含有分布式发电装置的电力系统研究综述[J].电力系统自动化,2005,29(24):90-97.

[2]肖世杰.构建中国智能电网技术思考[J].电力系统自动化,2009,33(9):1-4.

[3]王成山,王守相.分布式发电供能系统若干问题研究[J].电力系统自动化,2008,32(20):1-4.

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