分析分布式电源对配网供电电压质量的影响论文_李劲

分析分布式电源对配网供电电压质量的影响论文_李劲

中山供电局 528400

摘要:随着我国经济水平的逐步提升,人口数量的不断增加,社会对用电需求也不断提高,因此对我国的供电系统有了更高要求。随着广大用户的用电需求日益加大,以往的供电模式已无法满足需求。因此,有关部门对用电高峰期供电网络中电压质量不稳定等技术问题进行了集中探讨,并组织电工技术人员进行技术攻坚。目前,已经开始进行新型供电模式的探索开发,以便未来分布式电源入网时减少对电压质量的影响。

关键词:分布式电源; 并网供电; 电压质量; 新能源

1 分布式电源的概念和特点

1.1 分布式电源的概念

分布式电源是一种设备,是在用电户附近设置来为用电户提供电能。分布式电源产生电源有许多种途径,如风力发电、潮汐发电及太阳能发电等。由于可以通过多种方式来产生电能,所以分布式电源是一种可以应用于多种地方的发电电源。因此,分布式电源既可以直接作为电源向用户供电,又可以接入配电网和公共电网一起为用户供电。

1.2 分布式电源的特点

分布式电源主要有以下4个特点。(1)价格实惠便宜。由于分布式电源具有多种电源产生方式,所以可以通过不同的电源供应商进行市场竞争,从而选择出适合各种类型用户的价格区间。(2)分布式电源体积小、易移动。这对于偏远地区是极其重要的。因为公共电网往往不能向偏远地区提供安全可用的电能,而分布式电源体积小,易移动,能在短时间内启动,从而保证了偏远山区的供电。(3)分布式电源能够使配电网更稳定。用电高峰时期,如果将分布式发电作为备用电源,能调节此时期的用电量,使得电能实现有效利用。用电低谷时期,分布式发电能有效提高用电效率,减少电能浪费。(4)分布式电源具有节能环保性。分布式电源是通过风能、太阳能等可再生能源转化而来,且能够高效利用发电产生的废能生成热和电,减少污染。

2 分布式电源入网给配电网电压质量带来的影响

分布式电源接入配电网时,会对配电网中分析电路的电压稳态造成影响,进而影响到全局配电网络中电压质量稳态。分布式电源的接入对于电压质量是把双刃剑。一方面,分布式电源中的分散式电源供电方式和就地式电源供电方式能显著提高供电的质量和利用率,同时分布式电源的接入能够使配电网加快供电速度,让用户能够及时用电,从而避免用电高峰时期用户不能使用稳定电源的现象。另一方面,分布式电源会受国家的相关政策、环境条件以及用户的多样需求等制约,使得分布式电源的稳定性受到影响,从而影响到配电网电压。

2.1 分布式电源的相关指数不同时电压质量也会有相应变化

2.1.1 相对电压变化率

电网中,电力系统电压、功率的稳态分布会影响电压分布。当向一个电网输入的功率和负荷发生变化时,电压质量会发生改变。因此,分布式电源主要通过改变输入功率来影响电压变化,当电压变化时,电流也会有一定改变。

2.1.2 电压波动变化

通常在电网强度较大时,导致电压波动的主要因素是电力系统中短路容量的增量变大。将分布式电源并入电力系统后,必定会影响电力系统短路容量的变化,进而对常规电网性能造成影响。通常在电网出现系统故障或者爆发性负荷投切时抑制或者削弱电压变化波动情况。同时,分布式电源接入电网后,电压质量波动会改变电网注入功率,进而导致电压质量的下降。

2.2 分布式电源入网后电压的变化

影响并网后电力系统中电压变化的主要原因在于分布式电源容量的大小不同。主要是因为入网后的分布式电源,存在的意义更倾向于一种辅助性质的额外电源。当电力系统中主要的供电设备发生故障或者损坏时,作为备用方案的分布式电源才能被启用。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当城市用电超负荷或者负载运行时,会采用分布式电源来稳定电力系统的运作。将分布式电源做为辅助性电源在电力系统中运作的原因有两点。首先,分布式电源过多接入电网会影响电压的波动,造成供压网络的不稳定。其次,采用分布式电源发电的成本较高,长期使用会造成盈利亏损。

2.3 分析电压质量与电源功率因数的关系

并入分布式电源的配电系统中,技术人员对运行数据的变化周期进行分析,根据分析的结果提出分布式电源的功率参数变化会对电网电压质量造成几重影响。同时,研究结果表示,分布式电源滞后和超前的情况下分别对配电系统中电压质量起到增强作用和抑制作用。根据实践总结理论,分布式电源的接入功率在超前时段时,配电网络中电压的数据变化细微,并且存在抑制电压数值的情况;反之,在接入电源功率滞后时段,配电网络中电压的数据变化较大,且数据的变化倾向为增大电压值。出现这种现象的原因是滞后的电源功率会导致配电系统采取降低无功功率的输出来减少电网系统因负荷无功功率下降而导致的电流峰下降问题。但为平衡电网输出功率而升高电网电压,将会加重能量损耗问题的严重性。分布式电源并入城市电网系统后,会使电网系统中电压降低馈线的斜率,随着分布式电源功率由吸收功率变为输出功率的过程而增大。此过程中需要安装变压器等调压设备。由于电压馈线曲线会随着分布式电源功率变化而上移,所以可以测出一个稳定的功率参数。

2.4 对谐波的影响

分布式电源在配电系统中运行时,强大的电流在设备之间流通会形成谐波,将会造成能量损耗问题,并影响设备稳定运行状态。配电网中,主线之间会形成一个大环闭路,同时在用户家中也会并联很多用电器,那么在用电器或者供电设施启动或者关闭时,会产生一定量的谐波,闭环电路中的谐波在同一时间产生,会对配电网络的安全构成威胁。同时,谐波的物理特性会影响配电系统中电压的稳定性,造成一定范围数值的波动。设计分布式电源并网过程时,一定要考虑到电网所在服务区域的划分,防止在同一供电系统周围,集中产生大量谐波,不仅会对电网总功率造成影响,从而形成损耗,而且会对发电设备造成影响。

2.5 不同分布式电源类型的应用

日常生活中,电能所扮演的角色越来越重要,城市对电能的需求量也在不断增加,但是城市发电设施的承受能力不能应对严峻的用电量需求。因此,分布式电源的并网配电,尤为重要。目前,多采用的是新能源分布式电源类型,但是也存在一些显著问题。例如,太阳能、风能及潮汐能等电源的经济效益虽高,可是受自然因素制约严重,同时接入电网的位置也离母线较远,途中输送电压形成的损耗也非常严重,所以在节点的电压也会有所降低,影响电器的使用。此外,对于分布式电源的使用,还是主营辅助性电源供电方案,限制了分布式电源的发展与规模化运营。新型分布式电源的优势也很明显,运营成本较低,管理成本也较低,没有污染排放。

3 结论

由于社会经济的不断发展,人们的用电需求日益增加,消耗了大量电力资源,所以能源枯竭问题或许会成为现实。为避免能源枯竭问题的发生,我国不断贯彻落实节能环保战略目标,在电力行业广泛开发和利用可再生能源,并在分布式电源对配电网电压质量的影响方面进行了投入式研究,也提出了相关可行性的完善方案。这些可行性方法的提出对配电网电压质量的提高、能源投资的减少、能源消耗的降低、人均持电占有率及电力供应质量都有了正态影响。

参考文献:

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论文作者:李劲

论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期

论文发表时间:2019/12/4

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