分布式發(fā)電對(duì)配網(wǎng)可靠性的影響分析芻議

鄒兵勇

摘要：分布式發(fā)電技術(shù)是一種比較常見的現(xiàn)代化發(fā)電應(yīng)用技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用相對(duì)比較普遍。分析分布式發(fā)電對(duì)于配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的影響，有利于提高存在分布式發(fā)電的配電網(wǎng)電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，保證電力系統(tǒng)中電能的質(zhì)量，對(duì)于推動(dòng)電力事業(yè)的發(fā)展有著積極的作用和意義。文章主要結(jié)合分布式發(fā)電技術(shù)的特征以及配網(wǎng)可靠性評(píng)價(jià)方法，從分布式發(fā)電技術(shù)對(duì)于配電系統(tǒng)的影響、以及對(duì)于分布式發(fā)電的配網(wǎng)可靠性評(píng)估等方面進(jìn)行分析論述，以有針對(duì)性地提高配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電；配電網(wǎng)；運(yùn)行

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及電力事業(yè)的不斷發(fā)展，電能資源對(duì)于社會(huì)發(fā)展以及人民生活的影響也越來越突出，同時(shí)，電力用戶對(duì)于電能質(zhì)量的要求也越來越高。提高配網(wǎng)電能質(zhì)量，為用戶提供可靠、經(jīng)濟(jì)的電力供應(yīng)，成為當(dāng)前電力事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性對(duì)于電力用戶有著非常直接的影響。因此，進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性影響的評(píng)估與分析，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，保證電能質(zhì)量，具有十分重要的意義。分布式發(fā)電技術(shù)是隨著新能源及其開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展提升，逐漸推廣的一種現(xiàn)代化發(fā)電技術(shù)形式，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和光明的前景。因此，進(jìn)行基于分布式發(fā)電的配電網(wǎng)可靠性分析，不僅有利于提高分布式發(fā)電配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性，對(duì)于推動(dòng)智能電網(wǎng)的發(fā)展也有著積極的作用。

1 分布式發(fā)電技術(shù)的分析與概述

與傳統(tǒng)的集中式發(fā)電技術(shù)相比，分布式發(fā)電技術(shù)是一種可以直接向發(fā)電附近的負(fù)荷進(jìn)行電力供應(yīng)，或者是根據(jù)電力系統(tǒng)中電網(wǎng)對(duì)于電能的需求進(jìn)行發(fā)電供應(yīng)的方法手段，它與傳統(tǒng)的集中式發(fā)電技術(shù)之間最大的區(qū)別就是，分布式發(fā)電技術(shù)不僅發(fā)電規(guī)模比較小，并且與電力用戶的距離比較近。分布式發(fā)電技術(shù)也被定義為一種位于電力用戶附近的、各種小型化并且模塊化的電能生產(chǎn)以及儲(chǔ)能技術(shù)。分布式發(fā)電技術(shù)在實(shí)際電力供給應(yīng)用中，多是通過并網(wǎng)設(shè)備與電網(wǎng)進(jìn)行連接供應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。

分布式發(fā)電技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)興起的主要原因，一方面是因?yàn)楣?jié)能環(huán)保理念的提出，另一方面是由于分布式發(fā)電技術(shù)對(duì)于裝機(jī)容量的滿足與實(shí)現(xiàn)，它主要是利用可再生資源進(jìn)行電能的轉(zhuǎn)化與開發(fā)利用實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際發(fā)電應(yīng)用中，分布式發(fā)電技術(shù)主要有基于化石燃料的分布式發(fā)電技術(shù)，以及基于可再生能源的分布式發(fā)電技術(shù)、混合分布式發(fā)電技術(shù)等技術(shù)類型。其中，基于化石燃料的分布式發(fā)電技術(shù)，主要包含有往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電技術(shù)以及微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)、燃料電池發(fā)電技術(shù)等；而基于可再生能源的分布式發(fā)電技術(shù)，主要是指利用風(fēng)能、太陽能以及生物能、地?zé)岬雀鞣N可再生能源、資源進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換與開發(fā)利用的一種發(fā)電技術(shù)。

2 分布式發(fā)電對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)的影響

2.1 分布式電源對(duì)網(wǎng)損的影響

將分布式發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)中的負(fù)荷近旁，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)配電系統(tǒng)的功率變化。變化主要根據(jù)節(jié)點(diǎn)負(fù)荷大小分為三種情況：第一，系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷均大于該節(jié)點(diǎn)的DG輸出量，DG會(huì)降低配電網(wǎng)的損耗；第二，系統(tǒng)中存在至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)荷量大于該節(jié)點(diǎn)的DG輸出量，系統(tǒng)整體的DG輸出量小于系統(tǒng)負(fù)荷。這時(shí)，DG會(huì)導(dǎo)致配網(wǎng)線路損耗增加。第三，系統(tǒng)存在一個(gè)節(jié)點(diǎn)的DG輸出量大于該節(jié)點(diǎn)負(fù)荷量，并且系統(tǒng)總負(fù)荷小于整個(gè)系統(tǒng)的DG輸出量，這時(shí)，DG輸出量小于負(fù)荷的兩倍，與上述情況相似。也就是說分布式發(fā)電有可能造成系統(tǒng)損耗的增加或降低，主要根據(jù)分布式發(fā)電的負(fù)荷量大小、位置及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系等因素決定。

2.2 分布式電源對(duì)電能質(zhì)量的影響

首先，對(duì)穩(wěn)態(tài)電壓分布的影響。在電壓升高的時(shí)候，DG沒有接入時(shí)，電流從變壓器流向用戶，此時(shí)在配電變壓器與其下游饋線上，存在一個(gè)電壓降，此時(shí)電力用戶的入口處電壓，要高于配電變壓器的一次側(cè)電壓；在電壓降低的時(shí)候，調(diào)壓裝置接入一個(gè)DG單元，可以減少壓降補(bǔ)償裝置的測量負(fù)荷，所以在接入DG后，饋線上的電壓會(huì)變得更低。

其次，對(duì)系統(tǒng)電壓波動(dòng)的影響。在以上的配電網(wǎng)中，電壓波動(dòng)主要受有功、無功負(fù)荷的變化影響，沿著電路末端的方向逐漸增大，在接入DG以后，對(duì)電壓的波動(dòng)影響較大。DG與負(fù)荷協(xié)調(diào)運(yùn)行，也就是負(fù)荷減小時(shí)，DG輸出量增加，起到抑制系統(tǒng)電壓的波動(dòng)；DG不與負(fù)荷協(xié)調(diào)運(yùn)行，在自然資源發(fā)電條件下的DG，因其輸出量受自然因素的屬性影響大，難以控制，因此也很難和負(fù)荷協(xié)調(diào)運(yùn)行，這時(shí)，系統(tǒng)的波動(dòng)有可能回增大。分布式電源在接入配電網(wǎng)造成電壓波動(dòng)的主要原因是受電源輸出功率的波動(dòng)影響。圖1表示分布式電源并網(wǎng)示意圖：

圖1中，U1表示機(jī)組出口電壓相量，U2表示電網(wǎng)電壓相量，Z表示線路阻抗，S表示線路上流動(dòng)的功率相量。

2.3 分布式發(fā)電對(duì)電流保護(hù)的影響

假設(shè)電源的電壓是U0、U1、U2、U3分別為DG1、DG2、DG3的電壓，各段阻抗為ZAB、ZBC、ZCD。如果故障出現(xiàn)在DG的下游，DG就類似于一個(gè)助曾電流源，故障點(diǎn)附近的保護(hù)的短路電流增大，保護(hù)正常，DG容量關(guān)系到其它保護(hù)是否動(dòng)作，這是就速斷保護(hù)而言的；對(duì)于限時(shí)電流保護(hù)來說，由于動(dòng)作的時(shí)限通常為0.5秒，如果在這一時(shí)間段內(nèi)，DG失穩(wěn)，對(duì)限時(shí)電流保護(hù)沒有影響。如果故障點(diǎn)發(fā)生在DG的上游，以DG2為例，在AB出現(xiàn)短路，R1動(dòng)作，DG2如果滿足穩(wěn)定條件，則就對(duì)故障點(diǎn)注入反向電流。在R1清除故障以后，如果DG2的負(fù)荷過大，出現(xiàn)失穩(wěn)，自身出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作，與系統(tǒng)脫離，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變。如果DG2的容量較大的時(shí)候，如果所帶負(fù)荷不大，可以考慮與DG2相隔離，使負(fù)荷形成孤島。

3 分布式發(fā)電對(duì)配網(wǎng)可靠性的影響分析

根據(jù)上述對(duì)于分布式發(fā)電技術(shù)的特征概述，以及對(duì)于配電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性評(píng)估方法、影響因素的分析，通過對(duì)帶有分布式電源的配電電網(wǎng)潮流情況的計(jì)算，并采用GO配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法，在進(jìn)行分布式發(fā)電接入后，對(duì)于配電網(wǎng)傳統(tǒng)可靠性指標(biāo)影響的分析下，實(shí)現(xiàn)對(duì)于分布式電源接入的配網(wǎng)可靠性影響分析?？傊?，對(duì)分布式發(fā)電的配網(wǎng)可靠性進(jìn)行評(píng)估中，在對(duì)于分布式接入電源優(yōu)化處理的情況下，進(jìn)行配電可靠性的評(píng)估，不僅評(píng)估計(jì)算過程具有一定的簡便性，并且評(píng)估計(jì)算出的結(jié)果準(zhǔn)確度也相對(duì)比較高，而且對(duì)于分布式電源可信度的評(píng)估中，通過對(duì)于不同置信度下的電量計(jì)算，對(duì)于分布式電源的波動(dòng)變化情況都有考慮。

4 結(jié)束語

進(jìn)行分布式發(fā)電對(duì)于配網(wǎng)可靠性影響的分析，不僅有利于提高分布式發(fā)電的配電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，保證配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量，而且有利于推動(dòng)電力事業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，具有積極的作用和意義。

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