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分布式光伏发电的电网安全风险管理

2017-03-29练媛媛

科学与财富 2016年24期
关键词:光伏发电分布式安全管理

练媛媛

摘要:光伏发电是现代电网工程项目建设过程中的主要技术手段,对其安全风险加强管理,具有非常重大的现实意义。本文先对光伏发电、配电网安全运行以及生产安检等进行分析,并在此基础上就如何加强光伏发电电气安全管理,谈一下个人的观点和认识,实现配电网安全稳定运行。

关键词:光伏发电、电网;分布式;安全管理;研究

1.现状分析

1.1背景

随着社会经济的快速发展,各行各业对电力能源的需求量不断增加,光伏发电作为现代电网工程建设过程中的先进技术,其作用不可小觑。在当前的形势下,如何在分布式光伏电站接入配电网后实现节能减排的同时解决好电网安全运行问题,是本文研究的重点。通过研究分布式光伏电站接入配电网对电网安全风险管理产生的影响,正确认识电网安全运行面临的形势和风险,从而采取有效的措施,建立安全风险管理体系,确保安全生产。

1.2安全管理的现状

1.2.1外部环境分析

就配电网而言,其主要是以配电系统以及用户端未接入电源为前提条件,设计并运行管理的。配电系统运行过程中,如果接入大量的电源(分布式),则必然会对网络潮流方向、大小等产生影响,而且还会影响电气元件以及用户端电压。对于分布式电站设备而言,其具有安全可靠、容量适中以及可调度和位置布设恰当等特点,更重要的是其可严格按照规范和要求运行操作。然而,实践中分布式发电站多由居民投建,无法有效确保满足实际需求,甚至带来一些不利影响。比如,轻则可能会造成电压出现闪动现象,重则可能会导致主要设备和装置出现故障问题,甚至与电网相互脱离,危及人身及其财产安全。

1.2.2内部环境分析

截止7月底公司共受理分布式电站并网申请477户,合计容量23068千瓦,其中完成并网发电317户,合计容量22588千瓦,预计年发电量?800万千瓦时,上网电量500万千瓦时,对配电网造成的影响还不是很明显。但随着分布式电站的不断推广,该类型的并网发电量将不断上升,必将对仪征地区的配电网安全运行带来影响。

2.存在的主要问题

在电网中接入分布式电源以后,就会增加电源点,而这主要是由用户的客观需求提出的,企业以及普通家庭用户比较分散。然而,分布式光伏发电技术应用以后,将从根本上改变传统的电力电网系统结构以及运行模式,并且促使配电网从垂直辐射式转变成现在的多电源水平式,这有利于提高网络运行效率。近年来,分布式光伏发电在配网中的应用数量以及容量大幅度增加,必然会对配电网运行、安全检查工作带来压力。

3.原因分析

3.1对电压的影响

光伏发电的接入点与容量,随着馈线电压分布变化而变化。当分布式电源应用在配电网上以后,会导致馈线电压传输功率明显减小,而且馈线上的负荷节点电压也会被抬高,甚至偏离正常数值。从这一层面来讲,如何制定科学合理的接入点,成为分布式发电站接入电网过程中所需考虑的设计因素。

3.2对电能质量的影响

对于光伏发电系统而言,基于逆变器的应用将太阳能电池产生的直流,有效的转换为交流,然后供负荷利用;其中,包含了很多的电力设备以及电子元件,这在很大程度上会影响整个电网系统的电能质量。除了谐波,还包括电压偏差,电压波动、电压不平衡和直流分量等方面,对工业生产和办公有着巨大的影响。

3.3产生孤岛效应

光伏发电系统中,孤岛效应是并入公共电网中的相关发电设备,在断电时依然能够向配电网输送电能。因此,实践中应当对其进行严格的监控,否则将可能会严重威胁工作人员的安全。然而,对于380V电压等级而言,其中没有配备对应的防孤岛安全装置,只是采用了逆变器而己。虽然所有的逆变器都要求具备过流保护与短路保护、孤岛检测,在异常时自动脱离系统功能。另外目前实际操作中为了降低安装成本,并网断路器基本上以断路器的形式为主,而不是安装易于操作、可闭锁、具有明显断开点的开断设备,配带接地功能的开关。当逆变器进行反孤岛保护时,如何采用有效的监管方式和方法来确保工作人员的人身安全,成为一个亟需解决的问题。

3.4对继电保护的影响

配电线路的保护配置一般采用三段式电流保护,当分布式光伏电源接入配电网后,故障的判断和处理的难度增加,影响配电网供电可靠性。当配电线路发生故障问题,且光伏电源没有解列,则此时故障电流由光伏电站供给,这可能会导致故障点电弧不断燃烧,难以消除瞬时故障。

4.采取的对策

4.1运行风险安全管控

根据国内现行的相关法律法规、标准技术规范以及关于分布式光伏发电并网管理的相关意见和国家电网办通知,同时根据《分布式光伏发电接入配电网相关技术规定》、《分布式发电接入电网技术规定(Q/GDW 480-2010)》、《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定(Q/GDW 617-2011)》。对照上述技术规范,对380V分布式光伏电源接入配电网的要求进行了梳理。

4.1.1技术规范管控

(1)电能质量控制

接入点的电能质量应符合国家标准,满足公司各项电能质量指标要求。

(2)220V线路保护

对于并网点断路器而言,一定要有短路瞬时以及长延时保护作用,而且還应当具有分励脱扣以及欠压脱扣等具体功能。实践中,配电网线路出现短路故障问题时,220V线路保护就会快速动作,并且瞬时跳开,从而确保在全线故障问题发生时及时切断故障。

(3)防孤岛检测及安全自动装置

要求应采用具备防孤岛能力的单相逆变器,且还应具有低电压闭锁、检有压自动并网共功能。

4.1.2审查验收管控

(1)严格项目审查

在项目审查环节,要综合考虑并网效能,严格并网点总装机容量、接入的电压等级,制定接入系统方案,保证电源并入配网后能有效输送电力,确保高、低压配网的安全稳定运行。

(2)严格验收调试

营销、配电、用检相关专业人员共同完成并网验收调试及送电工作。在验收中必须关注设备是否正规厂家出品,安装是否符合规范要求,从而杜绝劣质的、带安全隐患的设备并入配网。设备调试完成后必须进行反孤岛试验,确保电网侧失电后用户并网开关可以可靠动作,确保分布式电源可靠脱网。

4.1.3配网设备风险管控

第一,配备负控设施。在线路检修过程中,如果分布式光伏电源所具备的防孤岛保护设施失效,则可实现对分布式光伏并网点开关进行远程管控。第二,合理安装进线开关(PT)。当配网在失压状态时,分布式光伏并网配置失压跳闸、检有压合闸功能有效。

4.2生产安全风险管控

随着分布式电源的日益普及,赋予了配网日常运维工作诸多全新的内容,配网安全管理也必须与时俱进,才能与之相适应。

4.2.1加强安全教育及专业培训

在新能源及智能配电网状态下,加强安全教育培训,促进员工安全理念的更新,认真学习新的业务、掌握新的技能,提升全员技能水平和安全意识,变“要我安全”为“我要安全”。

对于分布式电源而言,将其并用在中、低压配电网以后,从根本上改变了传统配网系统的单向潮流模式,各个电源点就像一颗颗地雷,随时可能威胁到配网设备和运维人员的安全,这就要求每一位专业人员对电源分布和接入情况了如指掌。因此,加强对配网运维人员的专业培训教育是一切工作的重中之重。而员工必须通过学习和实践,熟悉相关的国家标准、行业标准和企业标准,遵循各项安全规章制度,不斷提高业务素质和技能,强化应急处置能力,实现业务技能、安全技能专业化,进而成为一名优秀的供电人。

4.2.2加强配网资料维护管理

分布式电源的发展进程,对配网基础资料的准确性提出了更高的要求,要做好配网安全管理,必须抓好基础资料的管理工作。针对每一处分布式电源接入点,要求在配网资料中有准确的体现,使配网资料与实际情况相符,与配网发展保持一致。

4.2.3制订相关配电网检修管理规定

分布式光伏电源并网孤岛运行,在很大程度上回对检修安全产生较大的影响,实践中应当加强电网运行安全检修与管理,并在此基础上制定和执行管理制度,及时修订检修规程,并且加大对光伏发电、接配电网系统的运行安全监管。同时,还要建立相关的制度,细化工作流程,并且严格按照《安规》加强安全管理,以免在配电网以及线路检修时分电网送电对人的身体健康和安全产生危害。

5.结论与展望

分布式光伏发电的广泛应用将对传统的电力系统产生极大的影响,对现有配电网安全运行可能产生的风险不可忽视的,本文分析各种原因对配网可能造成的影响,提出了安全风险管控对策。

本文对分布式光伏发电的安全运行进行了评估,同时根据这一评估结果提出了对策措施,我们将继续进一步深入的研究和探讨,在实践中不断进度,对分布式光伏发电的安全管理有更多更好的措施。

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