分布式能源接入电力系统的影响论文_陈全

分布式能源接入电力系统的影响论文_陈全

(国网安徽省电力公司合肥供电公司 安徽合肥 230041)

摘要:随着社会经济的不断发展,目前社会对能源和与电力供应的质量、安全可靠性要求逐渐升高。在电网中一旦发生什么意外状况就会造成很严重的后果,可能会导致大面积的停电或者说更为严重的后果,最为严重的是会威胁国家的安全。因此,电力供应在生活中起着不可替代的作用。该文就分布式发电和新能源发电进行比较,简要说明了各自的优点及不足,论述了对电力系统的影响,从而得出结论,分布式发电与新能源发电相比较,两种方式结合发电更适合以后的可持续发展目标。

关键词:分布式能源;电力系统;新能源发电

1分布式发电的概念及优点

分布式发电通常是指电能产生或储存能量的系统,为满足附近用户的需要或者支持电网的运行,布置在用户附近的小型的、模块化的发电单元,通常发电功率在30MW以下,主要包括以液体或气体为燃料的内燃机、微型燃气轮机、太阳能发电(光伏电池、光热发电)、生物质能发电等。

分布式发电是由美国在1978年作为法规公布并予以推广,然后逐渐被其他国家所接受。之所以分布式发电能够被广大国家所接受的原因在于,它具有输电损失小、热点适应性好、能源利用效率高,环境污染小、可持续发展、安全性高等特点,无论是在农村还是在城市都适合建设和发展分布式发电,总而言之就是不以大规模远距离运输电力为目的建设。

分布式发电使用的对象非常广泛,“家家都是电厂”,其实说的就是一种广义上的分布式概念。随着技术成熟,小到一个家庭,大到一个工厂都可以运用适合的应用设备。什么是电力系统?电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化为电能,再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能,电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统,对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度,以保证用户获得安全优质的电能。

2我国分布式能源发电现状

近年来国内外关于分布式能源的研究越来越深入,且在可持续发展理念的推广下,其得到了很好的应用和发展,尤其是欧美地区。如今经济全球化趋势越来越明显,我国很多行业均在不断加快与国际市场接轨的步伐,电力系统市场竞争也变得越来越激烈,在此种情况下分布式能源发电系统即成为了重点内容。相关调查表明,我国在2013年末时,全国发电机总量已经达到了12.47亿kW,其中水电装机2.8亿kW、火电8.6亿kW、核电1461万kW、并网风电7548万kW,并网太阳能发电装机容量1479万kW。新能源、可再生能源发电装机占比31%。

3分布式能源接入电力系统的影响

3.1对电压分布的影响

分布式电源的应用可以将配电系统的结构进行优化,在此之后无论是潮流大小、方向等方面,均会出现巨大变化,这样一来电压分布也会有所不同,实践证明,分布式电源的接入位置、容量等因素均会对线路电压分布造成影响,尤其是接近末节点处,其影响最为严重,但若其能够在母线附近,则可以减小此方面影响。

3.2谐波影响

光伏发电系统逆变装置的转换,才能并入公共电网。然而,逆变装置的转换会给电网带来电力谐波,使功率因素恶化、电压波形畸变和增加电磁干扰。其具体危害体现如下:

①若谐波干扰叠加到极低的整定值上,可能引起保护装置误动作;

②若电容器的容抗和供电变压器的漏抗在某一谐波频率或接近一频率时相等,将发生危险的谐振而导致非常大的电流或电压,容易烧坏电容器;

③谐波危害变压器和电动机。因此在光伏发电接入系统中,要充分考虑谐波影响并制定相应措施。

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3.3对继电保护的影响

在配电网中接入分布式电源之后,放射状网络将变成遍布电源和用户互联的网络,这样一来故障电流也就会出现变化,如在大小、方向和持续时间方面。分布式电源虽然是先进系统,但其在应用时也会出现一些故障,甚至其自身也会存在故障,而此类故障往往会对系统造成困扰,尤其是运行、保护方面,具体如下:

①保护拒动作。故障电流的出现往往会对供电安全造成影响,此种情况在分布式电源中更为常见,而一旦出现此种情况,则会降低所在线路保护度检测电流值,使保护作用大幅度减少;

②保护误动。鉴于电力系统中的线路十分复杂,其中有很多是带有连带反应的,因此若馈线出现问题,其很有可能会波及到其他馈线,导致其失去电源;

③鉴于对原配电网进行改动会带来巨大的经济成本,为了能够避免此方面的影响,需要对分布式电源方面进行优化,使其能够与配电网相适应;

④虽然分布式电源可以提升电网故障电流水平,然而其提升后必然需要对开关设备进行进一步优化,如此一来也需要有足够的资金来支撑。

3.4对供电可靠性的影响

分布式电源也是一把双刃剑,其在供电可靠性方面有着积极影响作用,但同时也会带来不利影响,如其可以优化系统对电压的调节性能,也可以有效控制停电面积,甚至扩大输电裕度;然而,若其在应用中因种种因素影响而出现继电保护问

4新能源发电的概念及优点

新能源主要是指传统能源之外的各种能源形式,主要包括风能、太阳能、水能、地热能等,新能源发电就指的是依靠这些新型的能源进行发电,而不是单纯地依靠煤炭石油等传统能源进行发电。采用新能源方式进行发电,不仅可以实现资源的可持续利用,而且可以优化资源配置,把闲置资源转化为可利用资源,提高了资源的利用率。

另外,采用新能源发电技术不会产生污染,煤炭石油等传统能源可能会产生有害大气的二氧化碳气体,而采用新能源就不会产生这样的污染,提高了环境质量。但是,对于新能源并没有大规模的开采和发现,地区与地区之间差异也比较大,所以,对于如何稳定的利用新能源达到最大化的供电还需要长远的研究。

5新能源发电对电力系统的影响

大型新能源发电基地并网时,要求新能源发电具有能够支撑电力系统安全运行的控制性能,而我国新能源发展并不是很完善,所以,在并网时可能会产生一些问题,使对电力系统的控制失控,从而会影响整个电网的安全。可能会造成系统稳定性差。

由于新能源分布的地区差异大,且容易受到自然的影响,采用新能源发电对电力系统的稳定性来说并不是一个绝佳的选择。举个例子,假设用太阳能发电,如果遇到阴雨天或者晚上,那么发电效率就大大下降,此时只能依靠传统的大电网进行发电;而采用风能发电的方式,受自然条件影响较大,靠天生活;而采用水能、地热能等,地区差异太大,沿海地区水能充沛,而内陆地区像新疆等地,则属于缺水地区,水能发电并不死一个好的方式。由于这些能源的不稳定性,造成电网电压突降,导致系统电压稳定性下降。

结语:综上所述,研究关于分布式能源接入电力系统的影响方面的内容具有十分重要的意义,其不仅关系到分布式能源的发展与应用,也关系到电力系统的完善,甚至与电力行业发展、我国可持续发展等方面息息相关。分布式能源作为新时代的新能源,在其被应用到电力系统后,即以其独特的优势改善了传统电力系统中的各种弊端。然而即使如此也不可否认的是,我国在此方面的研究起步较晚,很多建设还不够完善,导致在实际应用中也往往会暴露出些许问题,因此相关机构和人员应加强此方面的研究。

参考文献:

[1]胡殿刚,张雪佼,陈乃仕,等.新能源发电项目多维度后评价方法体系研究[J].电力系统保护与控制,2015(4):10-17.

[2]易桂平,胡仁杰.分布式电源接入电网的电能质量问题研究综述[J].电网与清洁能源,2015(1):38-46.

论文作者:陈全

论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期

论文发表时间:2017/12/6

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