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浅析分布式电源接入对配电网的影响

2020-11-28林凯

科技与创新 2020年19期
关键词:分布式电源电压

林凯

(国网厦门供电公司,福建 厦门361000)

电力供应不足让满意度很低,也限制了新技术的使用,使人们处在异常滞后的状态,令人失望。对此,应改变以往的供应标准,但这只是一种补偿,治标不治本。可以试着以点对点完成电力生成以及对应的交付,即便某个线路有阻塞,也不会过度阻碍它,这正是现在的人所渴求的。要做到这一点,要依赖于分布式电源,这是现在主流的选择。

1 分布式电源接入对配网规划的影响

1.1 增加电力系统的负荷预测难度

其中,负载几乎都是以一条曲线上升的,由此可以知道配电网络当前处于何种程度,所以不论做什么,都是可控的,可以不考虑意外。换一个角度,这一切都是要在预测不会有太大出入下实现,也就是它本身是在规律中变化的,而不是随机的。但打开一个额外的电源后,它就变得不再规则,而且跳变的频次很高,而且人们对此也无可奈何。预测变得失去精度,甚至完全不正确,这会使这项工作举步维艰,只能做出一个粗略的估计或采用别的特定办法。但是,无论如何做,花费都比之前多了不少,这对任何一方都是不利的。即便有困难,这也只是客观上的,一旦全部克服,就使后续工作有了参照,这样就可以加快进度,还能减少花费。另外,跨度与之前相比,缩减是很明显的,这决定了网损的大幅下降,这也是一种突破。为了有序进行,要做细致的计划,以减少步骤交互而引发的冲突,而且这一切都要规范,不能脱离对应的准则。总的来看,预测虽然较以前有了明显的难度上的提升,但人们可以把它看成是一种必然代价,其带来的则是在供电水平上的回报。

1.2 线路布置难度增加

以往的配网规划都是延伸到未来的20年左右,之所以能保持这么长时间,是因为只需要考虑负荷因素,整体是不会有太大变化的。而且线路布置也很简单,只需要按部就班地进行就可以了,即便是出现了负荷上的波动,也只要对线路稍加调整,供电就能正常进行。但这一切的前提是,发电的节点是不产生变化的,否则就需要重新对线路布置进行规划。因此,当分布式电源接入后,线路中有了更多节点,所以为了找到最佳的布置方法,就必须进行大量的计算与试验,这极大地增加了线路布置的难度。

1.3 运营管理难度提升

因为电力的生成与交付变成了多点进行,而且它的位置几乎可以随意选择,所以每户都可以有自用的一个。这不仅使施加到配网上的压力变小了,也使网损只会由一小段导线提供。这看起来是固然可行的,但只关注其好处是片面的,要去看它所架构在何种现实下,否则将不能证明它不会有危害。最直观的是适应性方面的弱点,如果某个点不起作用,对应的用户就会断电,这不能被接受。其实这是很好解决的,现在一般采用双线路交替供给,从做法上看,就是将其并入电力中枢,从而将单点供电的劣势填补了。尽管不能否认用户缺失需要它,但是集中管理的难度会因此而变得很高,对企业而言,这增加了成本并降低了电力业务的盈利能力。

1.4 已接入的设备被浪费

因为电源的功能十分强大,所以将其接入到配网中,就可以减少在别的设备方面的花费,从经济方面思考,这是可以带来巨大回报的。而部分已经接入的设备可能会无法继续工作,它们就会面临被闲置或废弃的命运,即便这种淘汰是很常见的,但是这种浪费仍然是较大的。因为一些设备可能并没有使用很长的时间,所以对其的投资还没有得到足够的回报,如果不继续使用,就需要承受这部分损失。

2 分布式电源对配电网运行的影响

2.1 缓冲流过大

缓冲流是配网的一个威胁,而且无处不在,虽然没有直接破坏的能力,但会造成电流的紊乱,进而使部分线路会出现暂时性瘫痪。理论上,配网要是完全没有一丝波动的,缓冲流是一直为零的,因为它是为了补偿而存在的,所以不会凭空出现。而现实并非如此,因为随时都会有波动,而补偿也会与之同步。缓冲流其实同样是电子的运动,只不过是与电力相逆的,这也是其危害的根源。一切设备都会生成缓冲流,差异也仅仅在于数值上,可以看出,这是配网客观存在的一种通病,是不可能以人为的方式去消除的。如果在逆变器的参与下,缓冲流的功率会明显增加,这是不利的,所以在安装之前,通常先评估风险的大小并找到最佳补救措施。实际上,如果缓冲流在一定的数值之内,并不需要过于担心,因为至少在这一点上,是没有影响的。而且,缓冲流本身是周期性的,然后可以对其进行控制。在多个实验中,发现接入点越靠近末端,生成的缓冲流越高,可以利用这一点使其变得可控。

2.2 电压的跌落和闪变

当发生短路时,最常见的现象是相应的电压在瞬间上升,然后一点一点地下降,如果它从额定值的90%降至10%之间,就可以将其称为“跌落”。这种情况经常发生,即使用户几乎没有意识到,但它可能会削弱整个网络,并打破原有的稳定。但如果进行了上文的接入后,就不必担心了,由于会产生多个点,因此可以很好地抑制电压,并且几乎没有下降的可能性。但是,尽管电压会等比例升高,但是缺点是其程度与接入次数成正比。这很容易会失控,当达到一个峰值时,某些设备将被破坏。除此以外,还会有闪变,也就是电压以较高的频率进行跳变,这固然是少见的,但也要预防。

2.3 电压分布变化

通过观察可以发现,当不同容量的分布式发电接入配电网络,会使馈线上的电压分布发生一定变化,并且这种变化是有一定规律的。而这种变化的程度则与电源的功率直接相关,可以借助这一点对其进行控制,避免分布的变化威胁到配网的正常工作。如果功率超出了所能承受的负荷,就必须设法降低配网的电压,以此来保证自身的稳定。如果不这样做,就可能会使电压有较大幅度的提升,分布也会发生很大的变化。当处在稳定发电状态时,电源的有功功率会很高,相反地,产生的无用功就会很少,这可以减少能源的损耗。为了进一步减少无用功,可以使用补偿装备,例如配电电容器。当馈线中接有线路调压器时,要将其分接头拨动到正确的刻度上,这样才能达到改变电压的目的。同时,接入点之间应当有较大的间隔,不能太过集中,否则影响会被放大。

2.4 继电保护问题

当未通过安全性阻止的故障被检测到发生时,连接将立即断开连接,这样就会让整个网络都停止运行,这属于一种应急保护。但是,接入后频繁发生故障可能会导致响应延迟,在一些特定时候还会失灵。这是因为保护的方向可能是错误的,并且电源是单向打开的,因此它也可以用作基本设施,一旦连接,电网中的任何路都将在两端(即电源节点的上游)切换为电源。如果线路发生故障,从其中涌出的电流将从一侧流向系统侧。一般来讲,这之中使用的所有元件都要单独购买,而且价格不菲,这是违背经济原则的。但它们是安全性的保证,而且反应是特别快的,自动完成它所有要做出的动作。从众多案例中,可以分析出,部分冲击是很直接的,这会降低对一些比较珍贵的元件的保护,但可以通过补救的方式来降低损害。这就破坏了主体水平的保护功能并降低了电路的闸门,可能使多个不同的保护元件受到选择性损失,自动制动位置也会因为这种情况无法成功制动。这不仅增加了难度,而且增加了风险,另一方面,有必要提高电源的兼容性并防止它阻碍到别的装置的正常运行,让整个配网不会受到危害,而且能变得比之前更加优越。

3 结语

现在的分布式电源依然在被开发中,距离大规模使用还有很长一段路要走,但现在可以确定的是,它的出现会使很多种类的传统电源被淘汰。当其不断被接入到配网中时,影响是必然存在的,这其中既有不良的,也有可以为其带来好处的,所以要合理地对其进行辨别。而且这使配网的规划与运行都有了比较明显的变化,这是需要引起重视的,因为直接关系到了可靠性。因此,必须加强科研工作,在开发技术的同时,也要掌握它会带来的影响,从而可以更好地对其进行应用与控制。

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