分布式发电及其对电力系统的影响论文_谷国成

分布式发电及其对电力系统的影响论文_谷国成

(南京南瑞继保电气有限公司 江苏南京 211102)

摘要:随着我国经济的持续进步,对能源需求也随之提升。传统的能源已经开始不能满足现代经济的发展了。新能源的开发成了迫在眉睫的事情。分布式发电以其投资小、损耗低、发电方式灵活等优点,在配电网中也得到了广泛应用。本文简要介绍了分布式发电的长处以及对电力系统的影响。

关键词:分布式;发电;电力系统;影响

引言:分布式发电技术是指能与配电网或用户的电表安装处直接相连接的发电技术。目前,分布式发电技术不仅在国外取得了快速的发展,而且在国内也得到了广泛的应用。分布式发电技术是多学科的综合体,这种新型技术的产生不仅以系统电力电子理论为基础,同时还涉及了数学、统计学、信息论等诸多方面。燃气发电,太阳能发电、风力发电、燃料发电是分散式发电的主要形式。

1分布式发电

分布式发电(Distributed Generation,简称DG),通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦(也有的建议限制在30~50兆瓦以下)的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。分布式电源通常接入中压或低压配电系统,并会对配电系统产生广泛而深远的影响。主要包括:以液体或气体为燃料的内燃机、微型燃气轮机、太阳能发电(光伏电池、光热发电)、风力发电、生物质能发电等。其中户用风力发电是一种很好的分布式电源,特别是在风力资源丰富地区的城市周边,用户用电量较大,应该充分开发利用。

风力发电的利用方式主要有两类:一类是独立运行供电系统,利用小型风力发电机为蓄电池充电,再通过逆变器转换成交流电向终端用户供电;比如常见的城市照明系统。另一类是作为常规电源并网运行,风电集中规模化开发,建设大规模风电场,集中送出。

对比传统能源,新能源存在能量密度低、供能过程具有随机性和间歇性、不能大规模储存等特点。风电集中规模化开发给电网统一调度和安全运行带来了一些技术难题,根据国外风电建设经验,基本采取的都是分散式开发模式,很好的发挥了风电自身的互补性和调节能力,有效地降低了电网安全运行的风险。全国首个分布式风电场华能定边狼尔沟分布式示范风电场的成功投产运营,验证了分散式风电场的在风电开发领域的技术优势。

2分布式发电对电力系统的影响

由于分布式发电日益与大电网联合运行,给现代电力系统运行与控制带来了巨大的影响。

2.1分布式发电对电力系统电压的影响

分布式电源主要接入配电网,在接入DG之后,配电系统从放射状结构变为多电源结构,潮流的大小和方向有可能发生巨大改变,使配电网的稳态电压也发生变化[11],原有的调压方案不一定能满足接入分布式电源后的配电网电压要求。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此必须评估分布式电源对电力系统电压的影响,以保证在分布式电源应用越来越多的情况下它们不会给用户带来不良后果。潮流计算是对这种影响进行量化分析的主要手段,但传统的潮流计算方法由于没有考虑分布式发电的影响,因而失效。文献[12]对异步发电机、无励磁调节能力的同步发电机和燃料电池等几种典型DG进行建模,并提出了基于灵敏度补偿的配电网潮流计算方法,适合包含各种不同DG形式的多电源配电系统。分布式发电对配电网电压的影响主要如下:①分布式发电的接入会对配电网馈线上的电压分布产生重大影响,具体影响与分布式电源的容量大小、接入位置有很大的关系[13]。②同样渗透率(Penetration Level)的分布式电源集中在同一节点,对电压的支持效果要弱于分布在多个节点上。③稳态情况下,由于馈线上传输功率减小以及DG输出的无功支持,使得沿馈线的各负荷节点处的电压被抬高。以上讨论的都是分布式电源对配电网的影响。当风电场接入电网后,由于风电场输入风能变化的随机性,并且风力发电大多采用异步发电机,需从电网吸收大量无功功率,故很容易引起整个电网的电压稳定问题,甚至会导致整个电力系统的电压崩溃,而并不局限于所在配电系统。

2.2分布式发电对电能质量的影响

分布式发电是建立在电力电子技术基础之上的,大量的电力电子转换器增加了大量的非线性负载,将会引起电网电流、电压波形发生畸变,引起电网的谐波污染,分布式发电对电能质量主要有两个方面的影响:电压闪变。分布式发电引起电压闪变的因素包括:某个大型分布式单元的启动、分布式单元输出的短时剧变以及分布式单元与系统中电压反馈控制设备相互作用而带来的不利影响。

2.3分布式发电对继电保护的影响

大多数配电系统尤其是在农村,其结构呈放射状,采用这种结构的主要目的是为了运行的简单性和过电流保护的经济性,当配电网中接入了分布式电源之后,放射状网络将变成遍布电源和用户互联的网络,潮流也不再单向地从变电站母线流向各负荷,因此,分布式发电将对配电网原有的继电保护产生较大的影响:(1)DG运行时可能会引起继电保护的失效。DG产生的故障电流可能会减小流过馈线继电器的电流,从而使继电保护失效。(2)DG接入配电网后可能会使继电保护误动作。相邻馈线的故障有可能会使原本没有故障的馈线跳闸。(3)改变了配电网的故障水平。

3结论

分布式发电是一种新型的发电方式,在当今的社会发展中非常重要。目前我国还是利用传统的发电技术满足人们的生活用电,但是,相信以后分布式发电一定会大范围推广。

参考文献:

[1]刘正谊,谈顺涛,曾祥君,等.分布式发电及其对电力系统分析的影响[J].华北电力技术,2004(10):18-20.

[2]王开库,邱帅.浅谈分布式发电对电力系统的影响[C]中国电机工程学会年会.2014.

[3]杨艳芳,杨淑英.浅谈分布式发电及其对配电网的影响[J].中国电力教育,2008(S1):17-19.

论文作者:谷国成

论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期

论文发表时间:2017/12/20

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