淺談分布式發(fā)電對配電網(wǎng)的若干影響

董飛飛 劉曉飛

摘要本文對分布式發(fā)電的概念和優(yōu)勢進行了簡要介紹,并主要分析分布式發(fā)電對配電網(wǎng)電流保護以及自動重合閘三方面的影響,同時也介紹了分布式發(fā)電對配電網(wǎng)在其他方面的影響。

關鍵詞分布式發(fā)電配電網(wǎng)電流保護自動重合閘

中圖分類號:TM72文獻標識碼:A

傳統(tǒng)的以“大機組,大電網(wǎng),高電壓”為主要特征的集中式單一供電系統(tǒng),運行技術(shù)復雜,管理水平要求高,安全穩(wěn)定性不足,不能滿足當前對環(huán)保的要求和限制。而分布式發(fā)電(Distributed Generation,簡稱DG),因其在能源利用效率和環(huán)境保護等方面具有傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢而備受關注。①

1分布式發(fā)電

分布式發(fā)電是指功率在幾十千瓦到幾十兆瓦范圍內(nèi)直接配置在配電網(wǎng)或負荷附近的清潔環(huán)保、經(jīng)濟高效可靠的發(fā)電方式。DG可以包含任何安裝在用戶附近的發(fā)電設施而不論這種發(fā)電形式的規(guī)模大小和一次能源的類型。②

分布式發(fā)電與傳統(tǒng)的發(fā)電方式相比具有以下優(yōu)勢:可以充分開發(fā)利用各種可用的分散存在的能源并提高能源的利用效率;減輕環(huán)境污染;解決偏遠地區(qū)的供電問題;解決大城市供電不足的問題;彌補大電網(wǎng)在安全穩(wěn)定性方面的不足;調(diào)度靈活,應急性好。

2 分布式發(fā)電對配電網(wǎng)的影響

2.1 分布式發(fā)電對配電網(wǎng)電流保護的影響

接入分布式發(fā)電后,配電網(wǎng)中有故障發(fā)生時,在分布式電源的助增或者分流作用下,流過故障保護裝置的電流有可能增大也有可能減小。③這種現(xiàn)象的出現(xiàn)會改變保護的保護范圍和靈敏度,同時也會對各個保護裝置的相互配合產(chǎn)生很大的影響。

分布式發(fā)電對配電網(wǎng)電流保護(以兩段式為例)的影響主要表現(xiàn)在以幾個方面:(1)引起線路誤動作。若故障發(fā)生在同一母線的相鄰線路上,在分布式電源的作用下,可能使某一保護檢測到的故障電流值超過其速斷保護整定值,而引起保護誤動作,致使分布式電源所在線路無故障跳閘。(2)本饋線部分保護靈敏度降低甚至拒動,而部分保護靈敏度增加;使一些保護范圍增大,而另一些保護的范圍減小。(3)DG越靠近母線,保護能檢測到的故障電流值就也大,誤動作的可能性也越大。此外,當DG容量足夠大時,可導致保護失去選擇性。

2.2 分布式發(fā)電對配電網(wǎng)自動重合閘的影響

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)為單側(cè)電源的輻射式結(jié)構(gòu),自動重合閘在快速恢復對瞬時性故障線路的供電時,并不會對配電系統(tǒng)產(chǎn)生任何沖擊和破壞。但是當DG接入后,若線路因故障跳閘,使得故障部分不再與系統(tǒng)相連,造成分布式電源形成的電力孤島保持一定的功率和電壓在額定值附近運行。由此可能給自動重合閘帶來兩種潛在的威脅。④

(1)非周期重合閘。系統(tǒng)側(cè)電源的斷開導致電力孤島很難與電網(wǎng)保持完全同步,在自動重合閘動作之前,兩者之間出現(xiàn)范圍在0~360之間的相角差。隨著相角差的變化,非周期重合閘會產(chǎn)生很大的沖擊電流。在此電流作用下,饋線保護可能會發(fā)生誤動作,使重合閘迅速恢復瞬時故障能力喪失,甚至會對整個配電網(wǎng)的DG設備帶來不可估量的沖擊。

(2)故障點電弧重燃。在失去系統(tǒng)側(cè)電壓后,故障點可能沒有消除,而是由DG繼續(xù)供電。此時若進行重合閘,可能引起故障點電弧重燃,導致絕緣擊穿,進一步擴大事故,將瞬時性故障擴大為永久性故障。

2.3 分布式發(fā)電對配電網(wǎng)其他方面的影響

分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)后,配電系統(tǒng)控制和管理變得更加復雜,除了以上三方面的影響外,還包括以下影響:(1)分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)以后,引入的各種擾動會影響系統(tǒng)電能質(zhì)量,如出現(xiàn)諧波等。(2)分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)中的負荷近旁,會導致整個配電網(wǎng)負荷分布改變,使系統(tǒng)的潮流具有隨機性,造成傳統(tǒng)的潮流算法不再適用。(3)分布式發(fā)電使正在興起的配電網(wǎng)自動化和需求管理等方面的內(nèi)容需要重新考慮并做出相應的修改與補充。(4)若分布式發(fā)電與電網(wǎng)并聯(lián)運行,可能降低系統(tǒng)的可靠性;若分布式發(fā)電僅作為備用電源,則可以提高系統(tǒng)供電可靠性。

分布式發(fā)電對配電網(wǎng)產(chǎn)生的影響除了上述幾點外,還存在其他方面有待于進一步研究。

3 結(jié)論

分布式發(fā)電作為一種投資省、發(fā)電方式靈活、與環(huán)境兼容的高效發(fā)電方式,在未來的應用會越來越廣泛。然而,大量分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)必將改變配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)并對配電網(wǎng)電流保護、電壓暫降、自動重合閘等帶來多方面的影響。為提高供電系統(tǒng)的電能穩(wěn)定性和供電可靠性,必須對含分布式電源的電力系統(tǒng)進行統(tǒng)一調(diào)度和合理協(xié)調(diào)。