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浅析分布式电源的接入对配电网的影响

2018-01-04任健铭

中国绿色画报 2017年11期
关键词:分布式电源配电网影响

任健铭

【摘要】:在电力系统中,配电系统处于电力系统的末端,直接与用户相连,联系了电源或输变电系统与用户,负责将电力从变电站输送到用户,一旦配电系统发生故障就会造成大量的负荷丢失,使用户或者企业失电。配电系统的可靠性直接关系到用户供电的连续性。而能源的需求量越来越大,导致新型各种分布式电源接入配电网,新型能源的接入配网是未来电网的发展方向,同时,分布式电源的接入,使传统配电网的网络结构、供电来源、潮流方向等都发生了巨大的变化,因此有必要分析和评估分布式电源接入后对配电系统的影响。

【关键词】:配电网;分布式电源;影响

引言

近年来,国家大力扶持太阳能光伏发电,太阳能光伏发电近几年内得到飞速发展。不论是工业用电、商业用电或者是居民用电,大多数用户都希望供电的灵活性和可靠性大幅度提高。分布式电源的接入,为配电网注入了新鲜血液,使得当地配电网供电电能双向甚至多向流动,供电可靠性得到一定的提高。与此同时,分布式电源点的大量接入也将使得配电网结构变得更加复杂,进而引发配电网规划的新问题。

1、分布式电源接入的基本内容

1.1分布式电源介绍

分布式电源接入(DistributedGeneration,DG)是综合供电方式的一种扩张,其供电形式由普遍的风力发电、太阳能发电、水力发电和其他清洁燃料发电组成的,如图1所示。

分布式电源比起以往的电源相比的优点就是环保清洁,这对现今阶段国际提倡的“低碳环保经济”理念有着巨大的推进作用,响应了我国节能减排的发展规划。现今阶段分布式电源的实际运用范围在持续扩大,支持并鼓励发展这种分布式发电技术已经成为我国将来发电系统发展的趋势。虽然近年来分布式电源所占的市场比例在逐年增长,但在我国供电份额比例中还是比较低。

由于这种电源对发电环境过于依赖的特质以及能量密度较低的特点,使分布式电源的生产及运用产生一些无法确定的因素。随着发布式电源并网技术的快速发展,大批分布式系统集成到现有的电力系统中,也给现有的系统运行控制方面带来新的问题。因为分布式电源的不可控性给系统的集中运行带来了巨大的困难。

1.2分布式电源模式与传统模式的比较

分布式电源模式与传统模式是存在很大差别的,在安全性、稳定性、经济实用性进行对比。分布式电源模式相比传统模式的安全性及稳定性较低,传统模式的经济实用性比分布式能源模式高。

2、分布式电源的运行方式

(1)分布式电源作系统电源的备用电源。若配电网失去系统电源,则分布式电源启动,由分布式电源向负荷供电。故障消除后,负荷切换到由系统电源供电。(2)系统电源作分布式电源的备用电源分布式电源单独为负荷供电,由于分布式电源出力的随机性和有限性,难以满足对負荷的稳定持续供电,需要加入系统电源,以平衡分布式电源出力和负荷功率需求。将系统电源作为备用电源,可以补充分布式电源的电能缺额,同时分布式电源可以将多余的电能送入系统,在系统电源的支持下可以有效提高供电质量。(3)分布式电源与系统电源并列运行此时配电网变成了多电源网络,有些负荷点可以从多个电源获取电能。这种运行方式的优点是,分布式电源和系统电源互为备用,可以显著提高配电系统的可靠性。

3、分布式电源接入对配电系统的影响分析

3.1对配电网短路电流的影响

1)分布式电源接入配电网后,故障点短路电流增加。

2)分布式电源接入配电网后,系统侧的短路电流降低,因分布式电源接入配电网,对接入点的电压有助增抬升作用。

3)当故障发生在分布式电源的上游时,同一馈线上分布式电源对其与故障点之间的母线注入了相应的短路电流。

4)当故障发生在分布式电源的下游时,同一馈线上位于分布式电源并网点上游的母线,其注入的短路电流有下降趋势;位于分布式电源并网点下游的母线,其注入的短路电流有上升趋势。

5)随着分布式电源容量增大,分布式电源注入的短路电流也不断增大。

6)在分布式电源出力相同的前提下,中间集中方式对故障点形成的短路电流最大,其次是沿线分布和末端集中方式,影响最小的是首端集中方式。

7)逆变器型的分布式电源注入的短路电流基本可控制在额定电流的1.2~1.5倍;同步(异步、普通双馈)发电机的分布式电源提供的短路电流可达额定电流的5~8倍。

3.2对备自投装置的影响

1)一定容量的分布式电源接入配电网络,会给配电网的继电保护带来影响。其影响的大小与分布式电源的类型、容量、接入位置相关。

2)随着分布式电源容量的增加,分布式电源对继电保护的助增电流加大,保护范围有可能伸到下一级线路,使保护失去选择性。

3)分布式电源在继电保护的上游时,有助增作用,使保护范围增大;分布式电源在继电保护下游时,有分流作用,保护范围减小。

4)当分布式电源接入配电网之后,发生故障时,引起短路电流大小和方改变,有必要加装方向元件来保证继电保护的正确动作。

3.3对电网调度影响

因多个不同位置,不能负荷能源均通过整个电力系统大网接入,使各个小型电源无法受到完整的控制,也不可能使各个小型电源均接入通信装置,进一步使调度在进行研究负荷调度与分配,增大了不少的难度,比如安全监控与数据采集系统无法接入主网,使得调度人员无法对分布式电源的运行进行实时的监控,使各分布式电源的运行方式与负荷调度均不可控制,导致配电网安全稳定运行的难度以及主网的整体控制难度都明显的增大,也会导致主网与配电网检修作业的带来更多的麻烦。

结语

分布式电源接入一方面使配电网的安全上存在风险性,另一方面又能有效促进经济发展。分布式发电作为一种新型的能源发电模式,合理运用其优势是社会可发展战略的必要选择,研究并做好分布式电源的规划与配电网的融合对现今社会有重要意义。

【参考文献】:

[1]陈昌.浅谈分布式电源的接入对配电网的影响[J].科技风,2012,23:45.

[2]姜丽珍,路正霞,翟慧慧,等.分布式电源接入对配电网风险性和经济性的影响[J].通讯世界,2017,08:215.

[3]陈永昌.浅谈分布式电源接入对配电网的影响[J].中国高新技术企业,2015,29:143-144.

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