摘要:随着我国经济体系构成的不断完善,人们生活水平也发生了很大程度的变化,生活质量有所提升,人们生产、生活条件的极大改善使得人们对于电力系统的需求愈发的增加,传统的输配电网络已经无法满足新时代下人们的用电需求,所以针对于电力设施的基础民生设施建设愈发的受到人们的关注。随着相关部门对于电力系统的研究深入,我国电力研究者针对我国现存的电力资源进行新形势的整合,进而实现了输配电系统中分布式电源供电与大网集中供电的双供电模式,但是这种方式在电源并网时会对现有电网造成一定程度的影响,需要人们针对这个问题加强重视。本文通过对输配电系统中分布式电源进行阐述、分析,根据其特征探究了其并网时会对电网产生的影响,以期为我国未来的电力系统构建作出理论贡献。
关键词:分布式电源;电源并网;影响分析;输配电系统
近年来,随着我国经济发展进程不断深入,生活、生活所需的用电量激增,这就导致原有电厂在很多时候无法满足人们的实际用电需求,这种情况就造成了很多地区“限时限电”“定额供电”等情况的发生,为了改善这一情况,我国电力研究者通过长期的努力研究出分布式电源模式,以期能够改善这一情况。分布式电源,即一种新兴的供电系统,是国内专业研究深入,专业科学技术发展所产生的实用性供电系统。这种方式在很大程度上满足了现阶段配电网络的电网运行方式的同时能够支持大部分居民的用电需求。这种分布式电源大多数情况下分布在居民用电范围的周边,是一种类似小型模块的独立电源组。
一、分布式电源的概述及分布式电源并网的特征
(一)分布式电源的概述
分布式电源(如图一)通常是指核定功率在1千瓦当50兆瓦间的小规格、模块式的兼容性独立电源。这种电源通常归属于电力部门、用户或第三方所有,来辅助满足电力用户们的电力需求,从而在减少电力设备的投资的同时增加供电的稳定性等。根据其电源特征通常情况分为下述几种类型,如表一:
(二)分布式电源并网的特征
分布式电源并网特征如下表二:
二、分布式电源并网时对于电网的影响
(一)对配电网络整体规划的影响
通常情况下,针对我国基础配电设施的规划主要根据规划空间区域用电量的负荷以及现存的基本网络状况来确定其具体规划、建设方案。以确保在能够满足该区域用电量增长并保证安全的前提下提供最优质、最便捷的变电站布局、设置方式,以期能够达到配电网络系统成本最小化,收益最大化的目标。但是随着分布式电源在电力网络中所占的部分越来越多,这便为我国整个配电网络系统提出了新的机遇和挑战。例如,它加大了针对规划区域电力需求预测的难度。分布式电源的出现使得原配电网络区域的电力用户可以根据自身的实际需求进行分布式电源的安装、使用工作,这样便对对规划区的符合不能很好地做出预估。
(二)对电能质量的影响
1、对电网中电力“谐波”的影响
“谐波”源起于声学领域,是指一种由于静止的汞弧变流器所造成的电源电流、电压波动,属于电子波形的“畸变”。“谐波”对于电力的危害十分的严重,它很多情况下造成了电源电能的产生、传送以及利用率得大幅降低,更是造成电子设备过热、发生震动和噪音的主要“元凶”。“谐波”会引起电力系统并联、串联谐振,放大了大部分音波含量,比较容易造成电容等设备的损毁。
2、对电网中电压波动的影响
分布式电源并网一般会在两种情况下影响电网中的电压情况,一方面,当分布式电源和负荷运行不发生冲突时,分布式电源将会很大程度上抑制电网中电压的波动情况,反之,则波动较原有状态更加的明显。另一方面,当分布式电源的接入点、接入容量、或针对分布式电源的控制情况不合理的时候,配电网中电负荷会瞬时间变大,对配电网络造成较大影响的同时很大程度提升了工作人员调整配电电压的修正难度,从而产生较大的电压波动情况。
3、对电网中电压稳定情况及输电线路的影响
分布式电源在进行过并网后,很大程度上会影响到馈线上的电压分布。一般情况下,在并网位置固定的前提下,电压的分布会随总分布的增大而增大,电压也会随之增加;同样的,如果总出力相对固定,分布式电源距离电网中母线跃进,电压越大。输电线路是指从总变电站中将想要传送的电力传送到目标配电变压器或将配电配电站中的电路传送到电力用户处的线路,分布式电源并网是产生的“骤变电压”会使得一段电路的电压负荷骤然改变,从而影响电路传送的稳定情况
(四)分布式电源并网对继电保护装置的影响
在传统配电网络设计中,一般设计均采用单电源网络作为配电网络的总网络,而在分布式电源并网后原有的单电源网络就转变成为了多电源网络,这种情况使得一旦配电网络发生问题,就将形成一定的电流“畸变”,这种情况的发生直接受分布式电源容量以及电抗值的影响。首先,当配电网中有大量电流产生并流经过时,配电网络温度会明显升高,温度的升高会使得抗热能力较差的原件损坏,并迅速的波及周边完好的电子原件,从而使得整个设备由于一小部分原件的损毁而导致整体的损坏。为了改善这一问题,现存的大部分分布式电源都会安装小型的熔断保护设施,如果有较大电流出现或通过,熔断保护设施的电阻丝会通过熔断的方式来隔离故障区域,从而保证其他区域的能够正常使用。但时在分布式电源供电系统中,在电源并网后使得上述熔断保护设施必须有比较精准的方向性,但是现有的保护装置很大达到这一要求,使得其保护装置无法正常运行,从而保护配电网络。其次,在主馈线阶段,现有技术大都选择使用“三段式”电流保护模式,用以保障在电网馈线出现问题是,能够在最短时间内将配电网络恢复供电。但是在分布式电源中,根据分布式电源的特性我们可以知道,分布式电源并网普遍将一个电网线路分为两个阶段组成,这就为分布式电源一面是双电源供电,另一面是单电源供电情况的出现提供了可能。这种情况的出现很大程度会削弱该电网线路保护设施的灵敏程度,严重可能会出现电路“误触”等保护动作,从而使保护工作失去可选性、可控制性。
结语:
综上所述,随着我国科学技术的不断发展,我国相关部门的研究人员针对分布式电源的研究愈发的深入起来,分布式电源的出现很大程度上辅助了人们的生产、生活,并为人们的生活带来了极大的便捷,但是人们不可否认的是,分布式电源其在实际的配电网络应用中仍旧存在很多问题,如果处理不当会极大程度的影响配电网络供电、维护等工作的效率,使供配电网的运行安全性降低,所以及时的对分布式电源在其并网时对电网产生的影响作出研究,通过合理、妥善的方式将其损坏降低到最小,从而在保证居民正常用电需求的同时,最大限度降低其对电网的不利影响。
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论文作者:喻达
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/23
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