摘要:经济的发展离不开能源的支持,而石化能源是目前能源应用的主流,粗放的开采和使用对环境造成了严重的污染,人类的生活环境日益遭到破坏,同时也制约了经济可持续发展。因此,人们急需新型的无污染能源实现经济的可持续发展,太阳能作为一种无污染,并且可再生的资源,是当前能源短缺背景下化石燃料最佳的替代品。光伏发电是目前光能的主要利用形式,随着光伏发电技术的不断发展,光伏技术逐渐在世界上取得了广泛的应用,规模越来越大,对经济的发展起到了不容忽视的作用。
关键词:分布式光伏并网;配电网;影响;对策
一、分布式电源的发展概述
(一)发展概述
从现阶段全世界范围内分布式电源的发展情况来看,光伏发电有着广阔的发展空间。这是因为世界范围内出现了严重的能源危机以及电力危机,故而集中发电已经造成电力系统严重不足的现象,其无法满足电力供应要求以及电力供应质量,所以,分布式光伏并网系统出现。所谓的分布式电源,实则就是在用户的附近,进行发电,从而使得电能可以就地利用。并且,以10kV及其以下的电压接入到电网当中,其中主要表现为对能源的综合利用。大电网系统以及分布式电源系统的相互结合,构成了现阶段我国电力应用的现状,也是未来我国电力系统发展以及智能电网建立和完善的主要发展方向。
(二)现状概述
分布式光伏发电在我国的应用现状,是非常值得分析和探讨的。光伏发电主要是将太阳能作为主要的能源,并且这样的发电方式可以有效利用能源,且不受地理位置的限制。既不会造成土地资源的浪费,安装起来也相对灵活,符合可持续发展的相关要求。尤其在近些年来,能源危机问题越来越严重,且环境保护的要求也越来越高。这就直接促进了我国分布式光伏发电的不断发展,使得其逐步成为影响世界电力格局变化的主要方向。
二、分布式光伏发电并网对配网安全的影响
(一)配网自动化的影响
所谓的自动化主要是按照短路电流于配网系统中的布局状况与位置分配等对应锁定故障。例如:系统中的某处发出了短路警示,别处无任何反应与信息,意味着警报点所在区域存在故障问题,相反,如果其他区域也出现了短路电流警报,则要重新定位故障。然而,由于分布式光伏发电与馈线相连,即便系统中某部分有故障,短路电流不仅将流经这一部分的电源端点,同分布式光伏电源相连的端点同样将有短路电流流过,这就意味着旧式的故障定位原理无法发挥作用。
(二)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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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)孤岛效应影响
若电力线路出现故障,或是因为需要停电进行维修而导致断电时,各个用户端分布式光伏电源便可能同附近负载形成电力公司无法控制的供电孤岛,即孤岛效应。伴随着分布式光伏并网系统应用范围的持续扩大,形成孤岛效应的几率也随之增加。孤岛效应的形成往往对用户正常用电以及配电网形成如下负面影响:第一,存在孤岛效应的区域,无论是供电电压还是供电频率,均不稳定。第二,供电恢复过程中,由于相位之间不同步,有可能导致电网受到冲击。第三,光伏供电系统出现孤岛现象之后,则用原有配电网之间相互分离。如果原供电模式为单相供电模式,便有可能使配电网发生三相负荷不对称的问题,进而降低其余用户的用电整体质量。第四,当配电网切换至孤岛方式,仅仅依靠光伏发电系统供应电能,若该供电系统当中部分并未安设储能构件或是储能元件容量不足,均有可能令用户的负荷出现电压不稳定或是闪变的问题。
(四)继电保护
传统的配电网为放射形网络,一般主馈线使用三段式电流保护。光伏电源并入配电网后,配电网的运行方式变得复杂多变,使传统配电系统中保护设备之间建立起来的配合关系被打破,保护的动作行为和动作性能都将会受到较大的影响。故障电流水平的改变使配电网原有的阶段式电流保护的整定配合将十分困难,甚至根本无法按照规程要求进行整定;光伏对故障点提供故障电流,在相邻线路发生故障时,有可能引起没有安装方向元件的保护装置误动,失去选择性;多电源网络结构的变化令配电网开关之间难于配合,在故障发生后光伏电源可能对故障点持续提供短路电流,将瞬时故障发展成永久性故障,令重合闸不成功,延长了停电时间;光伏电源的数量、容量及接入点位置都将影响故障检测的最终结果,现有的基于单端电源配电网的电流保护可能无法快速、准确地切除故障,影响配电网的安全、可靠运行。
三、分布式光伏并网对配电网产生影响的具体对策
(一)安装安全自动装置
通常情况下,各个光伏电站的并网方式之间并不相同,彼此各有特点。究其原因,在于光伏电站受到电网架构的影响。因此,建议企业按照各个光伏电站本身的特点,为电站装设对应的安全自动装置。安装过程中,企业工作人员应遵照如下基本原则:若情况较为紧急,建议工作人员自系统内切除光伏电站,仅仅保留系统本身,以确保电力系统运行的稳定性以及安全性,从而建立完善第三道防线。
(二)选择局部式光纤差动保护
基于一般微机保护容易受到分布式光伏电站并网的干扰,且受到的干扰较为严重,建议企业在条件允许的前提下,应用局部式光纤差动保护作为应对措施。如此一来,企业无需将光伏发电因阳光照射而受到限制纳入考虑范围当中,同时也避免出现因助增电流而致使保护灵敏度降低等问题。
四、结论
分布式光伏发电并网将对配网运行带来多方面的不良影响,具体体现在对配网自动化的不良影响,对安全保护的影响,检修安全的影响以及安全计量等的不良影响。分布式光伏发电并网对配网安全运行的影响可以通过采取针对性措施来解除,然而,实际运行中要不断总结经验,要积极开发多种软件、硬件设备与资源,为配网安全运行创造良好条件,保护配网系统整体安全。
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论文作者:潘丽娟,李晓茹,张波,张瑾
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/31
标签:光伏论文; 分布式论文; 电流论文; 故障论文; 电源论文; 系统论文; 配电网论文; 《电力设备》2017年第12期论文;