摘要:随着我国的经济在不断的发展,社会在不断的进步,我国的综合国力在不断的加强,因为电力供给已经逐渐跟不上科技的进步,所以必须对传统的配电网进行升级。配电网是供电的基础,因此必须通过各项措施来保证其可以稳定的运行,同时过程中不会受到其他因素的干扰而发生故障。分布式电源是采用电源网络的形式来完成电力供给的,相对不容易出现故障,同时也可以保护整个供电系统,对配电网的升级有着重要的作用。
关键词:分布式电源;配电网;影响
引言
如今,随着社会的不断发展,一次能源的储备越来越少,所造成的环境问题也越来越严重,因此开发如太阳能等清洁能源变得越来越重要。在几种利用太阳能的方式中,太阳能通过分布式结构并网进行发电的方式被利用的最为广泛。由于太阳能自身的间歇性、随机性等特点,并入配电网后将对配网的电能质量及稳定性造成很大的影响,且随着光伏在配电网中渗透率的提高,传统配电网潮流会出现变化,甚至产生反向潮流,导致配电网末端电压抬升,严重的情况下甚至会造成系统失去稳定,因此,分布式光伏接入配网对电压的影响的研究尤为重要。
1分布式光伏系统结构模型
分布式光伏接入配电网主要包含两种典型的系统结构:单级式光伏发电系统和两级式光伏发电系统。单级式光伏发电系统虽然控制简单,但其无升/降压的能力,输入波动鲁棒性差。两级式光伏发电系统主要采用DC-DC级联DC-AC的两级变换拓扑结构,可以适应宽输入电压范围,在分布式光伏发电中应用范围广泛。本文采用的是两级式光伏发电系统。
2分布式电源接入对配电网的影响
2.1分布式电源接入对配电网电压的影响
1)电压升高馈线俗称电缆线,在配电网中起到传输信号能量的作用,其优点是在传输过程中损耗很小。传统的配电网通常是以馈线作为基本单元的,并且整个线路都呈现出放射式的分布。这种分布方式的优点在于范围大,并且过程中的电力浪费较小,所以是世界范围内比较常用的一种配电网构建方式。这种配电网,电力是由电源流向负载的,并且在运行的过程中,电压会随着电流的方向逐渐降低,这是一种常见且正常的现象,并不会对供电工作造成较大的影响。但是采用分布式电源,则可能出现反向的现象,电压随着电流的方向升高,从而使用户侧的电压高于变电站母线电压。电压升高是一种比较常见的现象,虽然可以一定程度上提升电器的功率,但是可能使整个系统处于超负荷的运转状态,如果不能得到改善,就可能是系统瘫痪。通常情况下,馈线的电压都会高于标准值10kV,如果得不到控制,可能对线路造成很大的影响。因此,我们通常会将分布式电源接入到电压调节装置中,来控制电压升高的现象。2)电压降低通常来讲,分布式发电装置的容量和接入位置的不同,所产生的影响也使不同的。尤其对于电压而言,这种影响的差异是很大的。大量的实验结果表明,如果先将分布式电源接入到电压调节装置中,就可以将电压控制在一个平稳范围内,同时减少对其产生的负荷。需要注意的是,必须将电源接入到装置的下游,否则会出现短路现象。这种调压装置是采用补偿的方式来调节电压,从而使其保持在标准的范围之内,但是使用这种方法同样会产生一定影响。当出现补偿过度时,就可能导致电压降低,甚至可能低于标准值。因此,如果需要对电压进行调节,还需要综合考虑多方面因素,并做好对装置的选择,避免电压过低对配电工作造成影响。
2.2多个光伏接入容量对配电网电压的影响
为研究多个分布式光伏接入对配电网电压的影响,线路参数与单个接入一致,假设分布式光伏均匀接入10个节点上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过潮流计算研究接入总容量为0、2、10、19、25kW时,配电网中各节点的电压分布。
2.3单个光伏容量对配电网电压的影响
分布式光伏接入后的电压水平相比未接入之前有明显的提升,且线路的电压提升幅度与分布式光伏的容量成正比。分布式光伏的接入减小了接入点前的线路有功功率,导致ΔU下降,节点1~5电压降低程度明显减缓或者出现电压提升现象;光伏接入点之后,由于传输功率不变,ΔU不变,线路电压仍然沿潮流方向降低。但是,由于光伏接入点处的电压升高,接入点后电压水平也有所提高。
2.4对配电网运维检修的影响
(1)检修、抢修安全措施复杂,作业风险大。配电网从传统的通过配电线路和配电变压器向用户提供电能的电网变成了含分布式光伏电源的有源配电网,具有接线复杂、供电面广、容量大、T接点多、电源点多、交叉跨越多等特点。这些特点,决定了含分布式光伏电源的配电网在检修、抢修过程中需要落实的安全措施繁多而复杂,作业风险较大。(2)配电网基建任务繁重,作业风险密集。大量的资金投入使得中低压配电网基建、技改任务繁重;而大量的分布式光伏电源接入中低压配网,导致中低压配电网每年停电计划多,停电频繁,停复电计划制定的低效率和高风险并存。(3)外包施工单位人员作业风险更大。外包施工单位人员业务技能和安全技能素质良莠不齐,在面临大量分布式光伏电源接入的配电网,其作业安全风险相比传统配电网而言要大得多,且风险隐蔽性强。
2.5对供电企业经济效益的影响
电能在线路上进行传输的过程中,一定会出现一定的损耗,这是无法避免的,这也是电力企业损失的重要来源之一。虽然电能损耗无法避免,但是可以通过多种途径来将其降低。根据上文中的内容,我们可以知道分布式电源是一个完整的电源网络,并且适合进行长距离的输电,如果可以合理地进行接入,就能有效降低线损。线损是衡量企业电力技术的一个标准,如果可以将其降低,就可以减少电能浪费,从而变相提升了经济效益。另外,因为这种新型电源具有体积小、安装便捷等优势,价格也相对适中,所以一旦被推广,就必然在市场上占据较大的位置,所以很多企业都会将资金注入到研发工作中。电力企业如果可以将这种电源的技术研发完成,就可以减少在输电过程中的电力损耗,还可以对配电网进行进一步的升级,这有助于提升企业的整体竞争力,还可以增加长期效益。
2.6不同接入容量下的仿真结果分析
分布式光伏接入位置设为节点7,利用建立的仿真模型,对分布式光伏接入容量分别为0、3.0MW、5.0MW、8.0MW时进行仿真分析。随着分布式光伏系统接入容量的增加,节点电压偏差和负荷电流谐波含量都会随之增加,且越接近接入位置的节点,其电能质量受到的影响也越大,其中所受影响最大的便是分布式光伏接入节点。
结语
文章简述了分布式电源接入对配电网电压、可靠性、电能质量等多个方面产生的影响,同时也分析了产生影响的原理。通过文章,我们可以发现接入这种新型的电源,有利于常规的供电工作,所以可以通过这种电源对配电网进行升级。在配电网中接入分布式电源可以将单一电源输电的形式改为电源网络输电,具有多个优点。我国对于这种电源的研究还不完全,实际应用仍然会存在一些问题。但不可否认的是,这种电源确实给配电网带来了很大的升级空间,也可以使供电的稳定性提升。
参考文献:
[1]徐迅,陈楷,龙禹.考虑环境成本和时序特性的微网多类分布式电源选址定容规划[J].电网技术,2012,36(0)1-8.
[2]刘琳,陶顺,肖湘宁,等.分布式发电及其对配电网网损的影响分析[J].电工电能新技术,2012,12(3)16-31.
论文作者:郭雅玲
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
标签:分布式论文; 电压论文; 电源论文; 光伏论文; 配电网论文; 电能论文; 节点论文; 《电力设备》2019年第19期论文;