新能源接入对智能配电网的影响研究论文_刘剑锋

新能源接入对智能配电网的影响研究论文_刘剑锋

(大同供电设计院 山西省大同市 037008)

摘要:目前的智能配电网在供电模式上正在由单向向多源多向转向,各种电气设备连接在智能配电网上,不仅可以促使配电系统快速反应,而且还会提高其运行的可靠性。随着各种新能源被研制出来,并在应用领域中得以应用,智能配电网运行环境下,要注重新能源接入问题,特别是新能源接入到配电网之后,会产生谐波等问题,就需要对相关问题以充分认识并采取有效的解决措施。本论文针对新能源接入对智能配电网的影响展开探讨。

关键词:新能源;智能配电网;影响

0.引言

智能配电网主要是采用分布式电源供电,即便是电能用户在孤岛环境中,也可以接收到供电所提供的电能,且不会对供电质量产生影响。随着人们低碳环保意识的增强,各种新能源在应用领域中得以应用,智能电网作为电能智能化传输的网络,就要在供电中做到清洁、友好、安全、经济。但是,将新能源接入到电网中,由于新能源在传输和运行中缺乏稳定性,就会对电力系统产生不良影响[1]。随着中国在近年来大力推动电动车产业,由于新能源缺乏稳定性而需要在电动车充电中采用整流装置,就必然会给配电网造成负面影响。

1.新能源简介

1.1 太阳能光伏发电

光伏发电是将太阳能充分地利用起来,使用太阳能电池将太阳光照时的光伏能量转换为直流电。光伏发电装置的构成上,主要包括蓄电池、光伏阵列、充电/放电控制器、传感器、逆变器、升压电路、滤波器以及光伏系统控制器等等。光伏发电并不会受到时间的限制地域的限制,而且不会对环境造成污染,不需要燃料消耗。此外,光伏发电的设计规模可以根据需要进行调整,不仅可以就地使用,而且运行成本也比较低。

目前广泛使用的光伏发电系统包括有三种,即联网光伏发电、独立光伏以及屋顶发电。中国已经着力于光伏发电,且光伏电池的产量已经超过了200万千瓦,但是,安装使用量且非常小,还没有达到世界总量1%,就导致中国电网的并网成本相对较高。

1.2 风力发电

在新能源开发领域中,除了太阳能光伏发电之外,风力发电技术是较为成熟的,风力发电是将天然风充分地利用起来,将叶片吹转而使得发电机转子被带动起来而发电。目前中国的风力发电已经呈规模化。

风力发电的运行方式有很多,可以并网运行,也可以独立运行,还可以与其它的发电方式形成优势互补,比如,与柴油机组互补运行、与燃料电池发电互补运行、与太阳能光伏发电互补运行等等。现代的风电研究领域已经逐渐向微型风力发电发展。比如,在国外的一些城市就已经采用了风电为建筑物供电,这就意味着未来的城市供电结构就会发生改变。

2.新能源接入对智能配电网所造成的影响

新能源是相对于传统能源而言的,新能源具有可再生性,而且不会对环境造成污染,属于是清洁能源。在现行的智能电网技术中,新能源利用是重点研究课题,其中会涉及到能源转换以及并网的问题,都需要着力解决才能够提高智能配电网的运行效率

2.1 新能源接入对电能的质量会产生一定的影响

太阳能光伏发电和风力发电的资源都源自于自然界,就必然会受到气候的影响而使得电能缺乏稳定性。当电能传输的过程中,就会产生波动性和间歇性,为了维护电能的稳定性,就要安装整流逆变设备,还要在电网上连接电力电子设备。采用这种方式虽然保证了电能的稳定传输,但是会有大量的谐波产生[2]。如果在电力系统中流入了谐波电流,就会对电网电压产生影响而引发电能测量仪表缺乏准确性。由于电能质量出现问题,就必然会使得电网运行的负荷加重,此时,就很有可能产生继电保护装置误动或者智能装置误动的问题,对电力系统的安全运行造成了不良影响。如果由此而产生冲击电流,就会导致电压闪变、电网频率出现偏差、馈线的潮流变化,对电网电压的分布造成一定的影响。由此而导致电网运行无法有效控制,相应地,也会增大电网的调峰容量余度。

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采用新能源发电,发电设备频繁启动就会导致负荷潮流增加而导致调整电压具有一定的难度。为了确保新能源接入配电网后,保证配电网稳定运行,就会在发电装置上安装有逆功率继电器。但是,如果配电系统产生故障,瞬时电流就会快速地流入到电网中,开关电流增加而导致开关短路,对电网的运行安全造成不良影响。

2.2 新能源接入对并网标准会产生一定的影响

虽然中国正在由传统能源发电转向新能源发发电,但是并没有将统一的并网标准制定出来,使新能源接入电网之后,电能的质量,电网运行的安全性以及电网调度等因素都会不同程度地受到影响[3]。特别是关于新能源的电网接入技术问题并没有确定,就会使新能源接入的过程中,有功控制能力和无功控制能力都无法正常地发挥出来,各项设备的安全性能检测技术都不够完善,包括电能的质量、控制器、输配电设备、逆变器以及各种计量设备等等,处于电网运行状态,安全性能都会受到影响。

2.3 新能源接入对网损会产生一定的影响

新能源接入到配电网之后,原有的单电源辐射式配电网设计就会发生改变,无论是用户互联网络,还是多电弱环网络,用电负荷的变化情况很难准确地预测,就必然会对网损产生一定的影响,还会有电源连接的位置以及电源的容量变化而使得电损产生变化。

3. 电动车对智能配电所产生的影响

电动车所使用的是新能源,不仅清洁,而且还节约了能耗,并起到了一定的环境保护的作用。目前,电动车已经成为最具有发展潜力的车辆,能源方面可以使用直流充电机供电,也可以使用交流充电机供电[4]。由于直流充电机具有比较大的功率,所以,充电的速度比较快,其体积相对较大,所以,规模比较大的充电站会使用这种充电机。由于交流充电机供电具有比较小的功率,所以,充电的速度比较慢,其体积相对较小,所以,规模比较小的充电站会使用这种充电机。

电动车充电对智能配电网的电能质量具有一定的影响。电动车充电中所使用的直流充电机属于是非线性设备,使用的过程中就会有谐波产生,也会产生无功电流,导致电能质量受到了影响。

通常电动车都会夜间充电,白天运行,这样可以在一定程度上平衡峰谷,对电网负荷有所改善,使得电网处于低负荷运行状态[5]。但是,如果电动车是在变天充电,就会导致电网超负荷运转,一些用电设备就会受到影响。如果对系统的容量增加,会提高电网运行成本,电网的剩余容量也会相应地增加,如此就能够降低电能的使用效率。

4. 结论:

综上所述,智能电网的优点在于,电网的运行都是智能化运行,当电网存在故障的时候,连接在电网上的保护装置可以准确地定位故障点,并采取必要的保护措施,从而保证了智能电网的正常供电。随着新能源的广泛应用,要将新能源接入到智能配电网中,就需要对各种影响因素以及影响后果予以认识,以提高新能源的使用效率。

5. 参考文献:

[1]张征,王晓蓉.新能源接接入综合系统研究与实现[J].供用电,2011,28(01):15—18、24.

[2]韩国政,徐丙垠.小电站接地故障选线和定位装置的IEC 61850信息建模[J].电力系统自动化,2014,35(03):57—60、76.

[3]章鹿华,王思彤,易忠林,等.高级计量架构(AMI)对智能电网下供用电关系的影响[J].电测与仪表,2011(05):33—36.

[4]丛伟,房凡秀,史方芳,路庆东.智能配电网分布式区域纵联保护关联域的在线确定方法[J].电力系统自动化,2014,38(12):67—73.

[5]朱成章.对我国发展纯电动汽车的质疑与思考[J].中外能源,2011,15(09):11—15.

作者简介:

刘剑锋(1979—),男,高级工程师,主要从事变电一次及通信工程规划设计研究工作,398110963@qq.com;

论文作者:刘剑锋

论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期

论文发表时间:2017/12/1

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