摘要:分析了分布式光伏发电并网对配电网运行安全、检修安全以及计量安全等方面带来的影响,从加强管理手段、规范技术手段入手,提出了相应的对策和措施,通过有针对性地加强分布式光伏发电并网后的安全管理,有效避免了分布式光伏发电并网后对配电网的安全稳定运行造成的危害,实现了配电网与分布式光伏发电的协调发展。
关键词:分布式光伏发电;并网;配电网
世界范围内的能源危机、电力危机与大面积停电事故已经暴露出“集中发电”的电力系统的不足,集中发电的电力系统已经不能完全满足对电力供应质量与安全可靠性日益提高的要求。
一、分布式光伏发电并网的现状
分布式光伏发电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。
二、分布式光伏发电并网对配网安全的影响
2.1影响配网的安全运行
分布式光伏发电的连接,将转变配网系统结构,形成多电源格局,对应的电流流动方向、分布等也将发生变化。
2.1.1配网自动化的影响
配网自动化(DA)依靠短路电流在配电网上的分布来进行故障定位。若某个区域的一个端点上报了短路电流信息,并且该区域的其他端点均未上报短路电流信息,则故障在该区域内;若其他端点中至少有1个也上报了短路电流信息,则故障不在该区域内。但对于分布式光伏发电接入馈线的情形,当某个区域发生故障时,除了该区域的主电源侧端点会流过主网电源供出的短路电流以外,该区域与分布式光伏电源连接的端点也会流过相应分布式光伏电源供出的短路电流。因此,传统故障定位原理在分布式光伏发电并网时难以应用。
2.1.2对检修安全的影响
分布式光伏发电大多属于用户侧并网,当出力与负荷就地平衡时,就会存在孤岛效应问题。当电力检修人员在维护接有分布式光伏发电系统网侧线路或设备时,一旦分布式光伏发电的防孤岛保护功能失效,将给电力检修人员的现场安全作业等带来隐患。
2.2对电网运行控制的影响
大规模光伏并网发电是利用太阳能的一种有效方式,但光伏发电系统受光照强度和环境温度等气候因素的影响,并网后功率变化具有不确定性。大量用户使用光伏发电系统为其提供电能,使得电网规划人员更加难于准确预测负荷的增长情况,影响系统的调度和机组出力的计划。由于太阳能发电的不确定性,使大电网短期负荷预测准确性降低,增加了传统发电和运行计划的难度,断面交换功率的控制难度加大,当分布式的光伏发电在配电网电源中的比例不断增大的时候,其对电网调频、调峰压力的影响将愈加显著。光伏发电调峰能力极差,且随着光伏穿透功率的增加系统内的峰谷差将成倍增加。
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分布式的光伏发电系统接入公共电网,使配电网中电源点增加了很多,电源点分散,单点规模小,显著增加了电源协调控制的困难,常规的无功调度及电压控制策略难以适应,将可能在电网调峰、安全备用、电压稳定和频率安全稳定等方面带来一定影响,增加了大电网运行控制的难度。
2.3影响电能的安全计量
分布式光伏发电并网,将发电系统同配网之间建立其连接,每个用户都配设一块单独针对于分布光伏电源的计量型设备,这其中存在一定的弊端,体现在可能导致不法分子前来窃取电能,从而导致电能表无法高效、精准地发挥计量功能与功效,影响其安全运行。现阶段,总体来看主要从以下方法来窃电,具体包括:升压法、并接电流法、改接法等。
所谓的改接法具体原理为:用电客户凭借调节系统中的接线来控制电能计量,通过对比负荷消耗功率与光伏发电功率之间的大小,当前者大于后者时,则尝试性地把电能以交流方式传输到关口表,这样就非法混淆了来自于光伏电源的电量和市发电,通过改接法来让关口计量设备中所流经的电流变高,制造光伏发电的假象从而骗得政府在电力方面的政策性补贴。
升压法主要是指非法分子引进了升压变压器,对应创建出虚拟的电网电压,并将电能计量设备链接至关口,非法窃电人员瞄准关口计量设备的两端,故意提升两侧的电压差距,从而提升电能表计量值,让关口表显示出更高的电量计量值,对应获得行政性补偿。
同时,非法用户还经常采用并接电流法来窃取电能,具体就是利用调压器来非法调节线路电压,原边附上较小的电压值,副边就能对应得到升高的电流值,这样就能减少市电量的计量。诸多的非法手段都能窃取国家提供的电费计量补贴,而且低压光伏发电并网实际操作更为容易、基础,不会出现较大的安全问题。
三、分布式光伏电相关问题的有效解决措施
对于继电保护中的电流保护,在未接入分布式电源之前,当线路发生故障时,继电器可以通过检测到故障电流及时动作;在分布式电源接入以后,系统潮流的大小和方向都可能发生变化,进而可能和故障电流叠加后使流过继电器中的电流减少,继电保护因此可能失效,甚至可能出现保护的死区。在进行配电电路中的电流限定额度的过程中,以减小的幅度和位置不能有较大的顾忌和犹豫。减少的幅度和分布式光伏电接入容量有一定的关系,但几乎可以忽略不计。所以为了解决继电保护的相关问题,不需要额外增加相关的保护设备,也不需要调整现有的保护逻辑,只需要对现有的保护定值进行一定的审核对比之后,按照相关的规定进行操作即可。但是在检修的相关问题上,便需要加强检修管理措施以及修订管理规程,再度加强分布式光伏电源并网配电网的安全性。可以通过制定分布式的光伏并网配电检修管理,避免在送出线路检修过程中还要受到各种安全问题的威胁。在计量过程中,国家已经有相关的规定,但是落实过程中仍旧有亟待解决的问题,必须加强对偷电行为的打击,保护用户的合法利益。分布式光伏发电在具体落实过程中,尽管依旧有许多亟待解决的问题,但是相较于传统的发电方式,该方式有许多不可替代的优点,在发展过程中,各种有效的方式也证明研究的方式有一定的可行度。
结束语
综述,分布式光伏发电因为自身发电方式的特殊性以及发电设备的特殊性,在发电过程中有许多新型的,尚待解决的问题。因为问题的新颖,各种研究观察的核心也逐渐转移到优化方式上,如何更好的解决各种问题也成为社会关注的重点。各种可持续发展的贯彻理念以及国家政策的支持,为更好的解决相关问题提供了必要的基础,相信问题的解决也指日可待。
参考文献:
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论文作者:朱最花
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/1/16
标签:分布式论文; 光伏论文; 电流论文; 电源论文; 电网论文; 电能论文; 过程中论文; 《电力设备》2018年第25期论文;