摘要:国民经济的发展,人们生活水平的提高,有赖于能源供应的稳定性与使用效率,生产力的不断进步,对于能源体系提出了全新的要求,为了应对社会经济发展的能源需要,我国在电力方面不断进行优化与升级,在现有电力体系的基础上,将分布式光伏发电引入到配电网络中,构建起高效电力传输网络,提升电力能源的传输效率,增强配电网络的使用质量。本文旨在结合分布式光伏发电在配电网中应用的实际,在相关科学理论的指导下,对其产生的影响与应用策略进行全面探究。
关键词:分布式;光伏发电;配电网;影响
引言
分布式光伏发电(Distributed Photovoltaic Generation,简称pv)的并网运行,不仅仅有利于降低配电网电能损耗,改善终端电压,同时降低能源成本,调节能源结构。分布式光伏发电并入配电网后,使传统配电网由原来的单电源辐射型结构变成多端电源供电系统,改变了潮流分布和电压变化。同时,在发生故障时,由于分布式光伏电源提供了故障电流,也影响了配电网的保护。(1)分布式光伏发电的现状;(2)分析分布式光伏并网对配电网的影响;(3)分布式光伏并网对配电网产生影响的具体对策具体情况如下:
1 分布式光伏发电的现状
分布式光伏发现以太阳能作为能量来源,最大限度的突破了地理环境的影响,实现了太阳能资源的科学高效利用。分布式光伏发电技术的产生在很大程度上改变了原有的能源利用结构,实现了电力的可再生使用,从而在降低能源供应压力的同时,实现了电力生产的无污染,对于人类能源体系的健康发展有着十分重大的现实意义。同时由于光伏电池能够与建筑物紧密贴合,不占用额外的空间,安装难度小,使用方便,能够减少对耕地的需求量。并且分布式光伏发电不会产生较大的噪音,由于其使用太阳能作为发电的能量源,因此不会产生污染。因此分布式光伏发电在灵活性、清洁性以及集约化方面有着传统发电模式难以比拟的巨大优越,逐渐成为现阶段发电技术发展的主要趋势。但是我们也应该看到分布式光伏发电由于技术还不成熟,光伏电池的光电转换效率以及偏低,很难实现对大面积的供电需求。虽然分布式光伏发电的使用成本较低,在使用的过程中,不需要投入资金进行发电原料的购买,但是其生产成本较高,在一定程度上制约了分布式光伏发电的使用范围,压缩了其应用的范围与领域。
2 分布式光伏并网对配电网的具体影响
2.1 对电能质量产生影响
分布式光伏并网在不断发展过程当中,对配电网本身产生了较为明显的影响。首先,分布式光伏并网的快速发展使得配电网当中的电能质量出现了变化。由于分布式光伏并网采用的是高频调制,很容易产生谐波。因此,因其所输出的功率会具有一定的不稳定性,容易造成电网电压的快速波动及其闪动变化。配电系统最初是由相对单一并且能够进行分配的角色,逐步转变成为对电能进行收集,以及传输和分配的一系列交换系统。因此,针对于此,就会直接造成电能受到谐波污染,或者是因为电压不断波动而出现严重的闪变现象。体现几个方面:
(1)谐波畸变:分布式光伏发电采用电力电子换流器,对配电网不可避免地引入了谐波电流,同时导致系统的电压畸变。其影响程度取决于电力电子换流器的配置和技术。而分布式光伏发电中的电抗和配电网的电容很容易引起谐振,放大谐波畸变。
(2)电压波动和闪变:分布式光伏发电受限于太阳辐射、客观环境温度等,其输出的功率受到天气条件的影响,具有一定的波动性。功率的变化容易引起电力系统的电压波动,从而导致闪变。
(3)改变潮流方向:配电网的电压分布也受到了分布式光伏发电的接入位置和容量的影响。当其容量越大,输入功率越高,在其接入的馈线的节点电压上升越高,容易导致潮流倒向,在其接入点造成配电系统的电压极大值。
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2.2 对电网运行控制产生影响
分布式光伏并网系统还会对配电网的正常运行产生较为严重的影响。这是因为大规模的光伏并网发电,可以有效对太阳能进行利用。但是往往光伏发电也会因为太阳强度的不同、环境差异以及温度变化等众多原因,造成并网之后功率出现严重的变动,存在一定的不确定性。许多用户在使用光伏发电系统之后,会使得相关的电力人员更加难以对电网的实际负荷情况进行掌控,进而在进行系统调度以及整体计划的时候,易出现问题。除此之外,分布式光伏并网发电系统在接入公共电网之后,往往也会造成配电网当中的电源点数量有所增加。而电源点因为过于分散,所以单点规模相对较小,这也为后续电源协调控制带来了很大的困难。传统的常规调动并不能够满足当前的用电要求,尤其在用电高峰阶段,会直接对电压的稳定性、安全性带来很大隐患,确实增大了电网运行的控制难度。
3.分布式光伏并网对配电网产生影响的具体对策
(1)解决分布式光伏自身的问题。
改进可提高分布式光伏系统功率可控性的智能控制技术;为分布式光伏配置一定比例的储能装置、燃气发电机、动态无功补偿装置等可削弱分布式光伏功率波动的装置和设备;为分布式光伏系统开发不同的调压方式,易应对不同的工况;采用先进电力电子设备,提高分布式光伏逆变器的脉宽调制频率,减少低次谐波的发生量。
(2)加强配电网建设。
分析分布式光伏的最佳接入位置和最优规模;在城区配电网规划、设计、建设与改造中逐渐考虑环网供电、开环运行的模式,保证配电网局部故障时分布式光伏的持续并网;加强配电网的继电保护,实现故障的快速隔离,确保分布式光伏的安全。
(3)开展提升分布式光伏并网容量的辅助技术。
研究光伏发电功率预测技术,建立光伏发电功率预测模型,实现分布式光伏发电功率的预测;光伏与其他电源的协调控制技术,如利用分布式光伏与分布式风电之间的错峰效应,最大程度的利用分布式能源。
(4)打造良好的政策环境,激励分布式光伏的发展。
制定合理适宜的政策,如制定分布式发电并网电能质量奖励政策,给予并网电能质量高的分布式光伏额外的奖励,以提高设备拥有者淘汰旧设备、旧技术,更换新设备、新技术的积极性。
(5)加强标准制定和政策监督,保证分布式光伏质量。
出台关于分布式光伏开发的标准合同,提供统一的参照标准,并在建设过程中加强监督管理,在投运前进行测试,以保证新建分布式光伏的质量。
结束语
分布式光伏电源接入到配电网会对传统配电网产生巨大的影响,不仅影响到配电网的潮流分布,同时也会使其电能质量获得极大的提升。目前分布式光伏电源仍然处于发展阶段,其在接入配电网后仍然存在较多的问题有待解决,因此必须明确光伏式电源对于接入配电网对配电网的影响。该文主要对光伏式电源接入配电网的相关问题进行研究,对于解决分布式光伏电源接入配电网的问题具有一定的意义。
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论文作者:陶俊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/20
标签:分布式论文; 光伏论文; 配电网论文; 电压论文; 电能论文; 电源论文; 功率论文; 《电力设备》2017年第24期论文;