贫困地区分散式光伏、风电接入与消纳研究论文_亢苓伊,王海星

贫困地区分散式光伏、风电接入与消纳研究论文_亢苓伊,王海星

国网山西省电力公司晋中供电公司 山西省晋中市 030600

摘要:贫困地区,施一般地处城市以外的山区、戈壁、沙漠、旱区、寒区、林区等特殊领域环境,气候条件复杂多样,而且其建筑设计规模小、造型较复杂、综合性强、体型系数和窗墙比偏大,能耗较大,从而造成后期营运费用过高。以至于电网接入多处于小装机容量分布式电源接入的接入式。这种存在方式首先带来的是电网系统的复杂化问题。分布式光伏发电小装机容量分布式电源入网,使得光伏电网的所覆盖区域中的电力负荷预测难度进一步增加,这也改变了光伏发电系统原有的负荷增长模式,使得负荷增长呈现出多样性,导致分布式光伏发电电网管理与改造难度的提升。随着分布式电源的快速发展及接入配电网规模的不断扩大,亟待提出从间歇式电源和电网双重角度考虑的,并以提升配电网适应性和提高分布式清洁发电主动消纳能力为目标的配电网规划理论与实用方法。

关键词:分布式接入;光伏发电;配电网规划

1 引言

为有效处理小电源接入分布式光伏发电系统中的问题,光伏发电公司应在小电源用户接入电网的同时,遵循因地制宜,分散布局以及就近利用的原则,更为深入的开发出分布式光伏发电系统资源,通过加强电力系统与小电源系统间的联系,共同制定分布式发电项目管理的相关规定。在电源配置方面,光伏发电站应进一步开发与建筑物结合的用户侧光伏发电技术,通过缩短电源间的距离以减小小电源客户入网时造成的电压波动,并且为提高入网连接点的供电效能。此外,在光伏发电工程的建设中,省级能源主管部门及其相关部门还应根据本地区的发电资源情况和需求,编制出具有地区针对性的分布式发电综合规划,且电网企业也应细化分布式发电并网的工作流程,并通过进一步加强小电源客户和光伏电厂间的通信联系以保证服务质量,提升接线入网的质量。

2 分布式光伏、风电接入面临的问题

分布式光伏、风电接入彻底打破了低压配电网的“无源”状况,开创了区域配电网的“有源”格局,意味着配电网传统的调度模式、检修模式必须进行颠覆性的改变。分布式电源经逆变后的电能并入公共配网,对配电网的检修带来威胁。当配电网中含有分布式电源时,线路潮流方向和大小将受到分布式电源容量、接入位置等因素的影响。传统配电网在稳态运行状况下,其电压沿馈线潮流方向逐渐降低;一方面,分布式电源接入配电网后,由于用户端出现了电源,将会改变稳态电压的这种分布规律。如风电场本身缺乏无功支持,当区域电网无功补偿不够或突变时,将会恶化电压水平,造成电压崩溃。部分发电机组通过低电压停运后,电场发出有功降低,无功需求随之降低,短时间内又会造成系统电压偏高。另一方面,分布式电源装置包含电力电子元件并以逆变的方式接入配电网,还会造成电压的波动、闪变等电能质量问题。如当风电场发生事故造成电场解列时,同样会对区域电网造成冲击。在传统配电网中,线路故障时短路电流为从电源端指向故障点的单一流向电流,分布式电源接入后,短路电流的方向及水平将因受到分布式电源的类型、接入位置及容量的影响而发生变化,可能导致原保护系统发生不正确动作。例如,异步发电机直接并网时,并网前发电机本身没有电压,并网时将伴随一个过渡过程,流过4-7倍In的冲击电流,一般经过零点几秒转入稳态。对于小容量的接入电网,风电场并网瞬间将会造成电压大幅降低,从而影响接在同一电网的其他用户,并可能引发低电压保护动作。分布式发电首先就是要面临新能源特别是风电大量接入配电网后给电网带来的系统调峰调频、电网适应性、电压控制、安全稳定性等问题。另外风力发电、光伏发电具有间歇性、波动性的特点,需要对配电网进行良好的统一调度和管理才能应对大量分布式电源和传统电源并存的现状,保障整个系统的稳定可靠运行。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在传统的配电网中,负荷只能从上级电网获取电能,在没有备用的情况下,上级电网中的元件发生故障都将会对负荷产生影响,而在含分布式电源的配电网中,上级电网中的元件发生故障时,在分布式电源容量范围内的负荷却可以维持供电,可以孤岛运行,这也是含分布式电源配电网可靠性计算模型的特点。孤岛运行是含分布式配电网的特殊运行方式,其对配电网可靠性评估的影响较大。

3 新能源接入与消纳

基于新能源技术的分布式电源主要包括下面几种发电类型:内燃机、燃气轮机、光伏发电设备、生物发电设备以及风力发电设备等。这些技术产生电能使用的都不是传统的煤炭等能源,也不是应用核能,而是采用新技术和新能源来实现电能的转化,具有优良的环保性能,与现代环保理念非常契合。

为了将分布式光伏、风电跨地消纳有效的利用起来,必须要实施严格的并网管理技术。由于发展时间较短,我国风机以及风电场的性能距离其他发达国家还有这一定的距离,风电机组的无功、有功控制能力和低电压穿越能力也难以满足实际的需求,这就给电网的安全运行带来一些隐患,也不利于风电事业的发展。为了与世界接轨,必须要实施严格的并网管理技术,建立一种完善的电力系统,并根据用户不同时段的需求来调整供应,以便能够最大限度的满足风电消纳的实际需求,促进风电事业的发展。

如果线路上接入分布式电源的话,在发生故障的情况下,潮流方向会产生反向,对配电网继电保护装置的功能产生一定的影响。对此,可以采用方向性元件,在线路接入分布式电源位置的上游两侧实施安装,同时,在保护的对侧也可以加装断路器,这样对故障电路会进行更好地控制,而且,会根据实际的故障情况进行重合闸的操作,提高配电线路继电保护设备动作的灵敏度。可以对配电线路段两端注入功率的方向进行判别,如果是一正一负的话,那么说明本线路区域存在故障[5-6]。另外,对于分布式电源下游的配网线路来说,可以将分布式电源转换成为线路的辅助增电源,并对每段线路的保护进行整定,将原有的三段式配网线路电流保护保留,这样能够有效地规避分布式电源对配电网继电保护带来的影响。

配电网运行的安全性、稳定性极其重要,一旦发生配电网故障也会对配网的正常运行造成影响,虽然继电保护装置是保护电网正常运行的重要手段,但是,在分布式电源的引入之后,还依旧有很多无法预料的故障,对此,要在配电网中加入其它保护装置,一方面避免分布式电源对配电网继电保护带来的影响,可以保证继电保护的正常运行,另一方面通过其他保护措施的应用,进一步提高配电网继电保护的可靠性。通过在配电网线路上加装电气量作为度量单位的保护,如,方向比较式的众联保护,主要是通过输电线路两端功率相同方向或相反方向的特征来对配电网区域内、区域外的故障进行判断分析。这样可以进一步提高配电网安全、可靠的运行。

4 总结

分布式光伏、风电接入作为新型清洁能源,在将来定会有良好广阔的发展前景,,随着光伏发电用户的不断增加,对地区电网的影响也不容小觑,电网管理工作者和发电用户应积极科技知识理论水平,将光伏发电管理好,通过规范对分布式光伏发电并网调度管理,可全面提升光伏发电并网运行管理水平,积极推进电网节能减排,进一步提高电网安全稳定运行水平。

参考文献:

[1]许琴.含小容量分布式电源的配电网区域继电保护研究[J].电工技术,2014(03).

[2]陈建杰,郝永晶,纪元,高亮.分布式电源对配电网继电保护影响的仿真与分析[J].上海电力学院学报,2014(01).

[3]张继明.分布式发电对配网保护的影响分析[J].中国电业(技术版),2013(12).

论文作者:亢苓伊,王海星

论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期

论文发表时间:2017/12/18

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