配网智能化与新能源并网关键技术的研究与解决方案论文_赵冰杰

国网晋中供电公司 山西晋中 030600

摘要:电力系统智能技术的不断发展,以及各种新型信息技术的不断出现,电力系统中配网自动化技术以及新能源并网技术能够有效的应用到各种新型的科学技术,实现电力企业技术的智能化,促进电力企业的安全、可靠的运行长远发展。本文主要对电力系统中应用配网智能化技术的具体应用、新能源并网发电系统的关键技术以及两者的发展趋势进行了简要的分析,以期为相关人员提供参考。

关键词:配网智能化;?新能源;?并网技术;?解决方案;

1 配网智能化技术的的主要应用

1.1 配网的智能化

随着人们生活水平的提高,用电客户在用电过程中也希望能得到更好的用户体验及交互,因此对整个电力系统也相对有着更高的要求。而电力系统的提升需要各个子部分的完善,配网智能化技术在电力系统中的应用,无疑有助于整个电力系统的提升,给用户更好的用电体验。使用配网智能化技术能促进电网的改造与完善,优化供电服务。在电网的完善中,运用智能化的技术对配网进行自动的管理与控制,使得配网更加安全、可靠。而在电力系统中结合其他的技术,通过计量装置的安装还能对配网进行监控,进一步完善配网的工作,提升电网运行的高效、安全性,建立完善的配网系统,如图1所示。

图1 配网系统图?

1.2 优化硬件支持系统

配网智能化技术涉及的硬件系统主要有硬件支持系统与管控维护系统。硬件系统优化主要是加快建立新型硬件系统的运用,以实现配网市场的预测。硬件系统的优化可以更好地对专业的信息数据进行采集,利用这些数据进行对比分析,以确定不同区域的用电量,并对各时间段的用电量进行负荷分析,进而为电力系统提供准确的数据,为电力系统的优化调度管理提供数据依据,促进电能的质量的提升。此外应对配网管控维护系统进行优化,使用信息化手段对配网的用电情况进行实时的监控,并对用电异常情况进行实时在线的状态监测与管理,一旦发现异常情况,将自动进行报警,及时解决用电中的问题,使用电朝着安全与稳定的方向发展。

1.3 提升配网的可维护性

在电力系统中应用配网智能化系统主要是运用信息通信技术在电力输送、分配、装换的过程中,对电力输送中的待测参数进行输送,并通过特定的在线终端设备,进行分析、处理、显示和记录,以实现配网的自动化及信息数字化。而提升配网的可维护性,可以在配网智能化技术运用的同时,运用配网的故障诊断系统对配电设备进行在线监测,从而及时地发现配网中出现的故障,并对相应故障进行分类和分级和建立应急处理策略机制。针对故障诊断系统对于容易修复的小问题能进行在设备层进行自我修复处理,对于较大的故障则能发出警报,对于紧急故障则让设备离线或停运,促进配网故障的维护,提升配网的可维护性,而不至于故障的不断积累,导致配网的不可修复。

2 新能源并网发电系统的关键技术

2.1 新能源发电系统结构

新能源发电系统结构使用方式为多种能源并联的形式分布发电系统,小型的分布式发电系统有电能、太阳能、燃料电池、微型燃气轮机以及储能系统多种能源组合进行供电,大部分都需要通过逆变电源并联的形式与微型的公共电网进行连接,实现在线的并网运行及供电。

2.2 基于电力电子技术的关键部件

2.2.1 并网逆变器

光伏、风机、储能元件以及燃料电池等都需要通过电力电子变换器才能跟电网系统进行连接,这些变换器不但包含镇流器和逆变器,也有可能只是一个逆变器。交换器的响应速度较快,且过流的能力较弱,惯性小,同时适用于微网中的逆变器不但要具备常规的逆变器所具有的功能,并且能够并联运行,还要按照微网系统的一些特殊需求具备一定的控制能力,例如控制频率下垂以及控制电压无功下垂的功能,所以微网中的关键技术就在于逆变器的拓扑结构、运行控制及策略模型的建立。

2.2.2 静态开关

在连接微网和主网间的公共连接点处装置静态开关,当主网发生故障,或者电源的质量出现问题后,静态开关能够自动的对微网进行切换,使其处于孤岛运行状态;此后,一旦上述事件消失或恢复正常,能自动实现微网和主网重新连结。

2.2.3 电能质量控制装置

无论何种分布式电源单元接入电网系统都会影响到电能的质量,一旦未能合理的控制,它们对电压波形、频率以及功率因数会产生负面的影响,特别是太阳能、风能以及随机性的电源,其频繁的启停操作以及功率输出的变化都会影响系统电能质量,微网中大量单相分布式电源的存在,使得配网系统中的三相不平衡度有所增加。电子负载易受到暂态、跌落、谐波、瞬间中断及其它扰动的影响,对电能质量的要求越来越高,因此要予以关注和重视。总之,微网及分布电源配电系统中存在很多跟电能质量有关的独特问题,电能的智能化技术能够有效确保微网安全可靠运行。

2.3 微网技术

(1)微网的运行控制:微网系统在承受扰动方面的能力比较欠缺,特别是在孤岛运行模式下,考虑到风能以及太阳能资源所具有的随机性,系统的安全性能则需要面临更高的风险,所以要对其运行进行有效的控制:

①微网中多个微电源之间的协调控制问题

在微网系统中,含有的微电源数量较多,有同类型微电源以及异类微电源,并且这些电源具有的外特性、时间常数以及组成环节都不相同,并且电力系统中的能量都是平衡的,因此,需要进一步探讨和研究保持微电网运行时电压稳定性以及系统平稳性,以减小大电网受到来自微电网的冲击,主要需要探究的内容包含各种微电源的稳态、暂态、动态分析模型以及多个变流器稳定性等问题。

②切换并网和独立运行两种运行状态时,IEEEP1547规定了分布式电源入网标准:当大电网出现故障时,分布式电源要立即退出运行。微电网跟分布式发电最大的一个区别就在于微电网不但能够跟大电网进行并网运行,还能够在大电网出现故障时,切断与大电网的连结并能独立运行。两种运行状态在自行切换时其实就是在扰动大电网,并且不能够完全消除影响,因而务必要对微网的结构以及配置参数进行改进,并积极的对控制策略改进,消除其对大电网的影响。

(2)作为微网的核心组成部分,高级的能量管理系统以及优化运行要按照能源的实际需求、市场的信息以及运行约束等条件会迅速的作出决策,灵活的调度分布式设备以及负荷来实现对系统的优化。微网EMS与传统EMS主要存在的区别有三点:①微网内集成热负荷以及电负荷,所以微网EMS需要热电相匹配。②能够跟电网进行能量的自由交换;③微网EMS能够分级的进行服务,特殊情况时能够牺牲非关键的负荷,并延迟其需求的响应,为关键的负荷提供更为优质的电力保障。

3 结语

总而言之,配网智能化的实现十分的复杂,要在现有的配网基础上不断改进,并与多项先进的工艺以及技术相配合,合理利用各种新型的工艺技术,积极研究新能源并网的相关技术,有效在配网智能化中融合此技术,为电网整体自动化的实现奠定坚实的基础,不断提高用电客户的用电体验,促进电网运营的高效、安全及稳定性。

参考文献

[1]刘昌辉.新能源并网的关键技术研究[J].工业C,2016(50):36.

[2]刘鹏.新能源并网通信综合解决方案研究[J].企业技术开发月刊,2015(2):75~77.

论文作者:赵冰杰

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期

论文发表时间:2018/11/20

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