分布式電源接入對配電網(wǎng)影響及對策研究

摘 要：分布式電源在緩解化石燃料緊缺、減小環(huán)境污染方面貢獻(xiàn)突出，但是分布式電源受環(huán)境因素影響較大，發(fā)電具有間歇性、不確定性，當(dāng)接入配電網(wǎng)時(shí)會(huì)對電網(wǎng)安全性和可靠性帶來威脅。為此，主要從分布式電源接入對配電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)穩(wěn)定性、調(diào)度運(yùn)行三個(gè)方面的影響及對策進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：分布式電源；配電網(wǎng)規(guī)劃；電網(wǎng)安全性

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-3198（2014）11-0192-01

1 引言

我國光照資源豐富，沿海、西北內(nèi)陸地區(qū)風(fēng)資源豐沛，所以利用可再生能源發(fā)電是優(yōu)化我國電力結(jié)構(gòu)的重要舉措?？稍偕茉匆环矫婢哂邪l(fā)電清潔，對環(huán)境影響較小的特點(diǎn)，另一方面通過推廣可再生能源的發(fā)展在一定程度上可以緩解我國化石燃料緊張的局面，所以積極利用和開發(fā)可再生能源對我國電力結(jié)構(gòu)的調(diào)整有著重要意義。目前，可再生能源接入配電網(wǎng)有兩種方式，一種是較大規(guī)模的接入，另一種是以分布式電源的形式接入。本文主要介紹分布式電源接入配電網(wǎng)的情景。分布式電源的特點(diǎn)是裝機(jī)容量較小、距離負(fù)荷較近，這在一定程度上可以提高用戶的用電可靠性，但是分布式電源受環(huán)境左右比較大，發(fā)電具有不穩(wěn)定性，所以當(dāng)接入配電網(wǎng)時(shí)會(huì)引起電源結(jié)構(gòu)變化、潮流的方向和大小的變化、電壓的變化等一系列問題，本文從分布式電源接入對配電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)穩(wěn)定性、電網(wǎng)調(diào)度三個(gè)方面的影響及對策進(jìn)行研究。

2 分布式電源接入對配電網(wǎng)電壓的影響及對策

分布式電源的接入位置和接入容量會(huì)對配電網(wǎng)產(chǎn)生一定的影響。如隨著風(fēng)電接入容量的增大，為了維持風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行，風(fēng)電場從系統(tǒng)中吸收的無功功率會(huì)增大，然而當(dāng)系統(tǒng)不能提供足夠的無功功率時(shí)，配電網(wǎng)的部分節(jié)點(diǎn)電壓會(huì)降低。分布式電源的接入容量影響了配電網(wǎng)電壓波動(dòng)。

對于這種情況，一般是采取一定的無功補(bǔ)償措施來減小分布式電源接入后對配電網(wǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的影響。補(bǔ)償措施有并聯(lián)電容器組，還可以加強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、采用具有電壓無功控制能力的雙饋?zhàn)兯亠L(fēng)電機(jī)組。通過這些措施可以改善分布式電源接入地區(qū)配電網(wǎng)的電壓水平與電壓穩(wěn)定性，從而提高配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定裕度。

3 分布式電源接入對配電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響與對策

分布式電源并網(wǎng)會(huì)影響電壓波動(dòng)，但也因電網(wǎng)強(qiáng)弱不同而影響程度不同。如果某地區(qū)接入風(fēng)電，當(dāng)?shù)貐^(qū)電網(wǎng)強(qiáng)壯時(shí)，風(fēng)電機(jī)組在故障清除后能夠恢復(fù)機(jī)端電壓并保證風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，地區(qū)電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性就不會(huì)受到影響，當(dāng)?shù)貐^(qū)電網(wǎng)較弱時(shí)，風(fēng)電機(jī)組在系統(tǒng)故障清除后無法恢復(fù)機(jī)端電壓且運(yùn)行超速失去穩(wěn)定，就會(huì)影響接入地區(qū)的配電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性。

對于這種情況，需要及時(shí)切除風(fēng)電場或風(fēng)電機(jī)組來保證接入地區(qū)電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。假設(shè)系統(tǒng)中某一傳輸線路發(fā)生三相短路，若沒有及時(shí)將風(fēng)電場切除，則主要節(jié)點(diǎn)的電壓不能恢復(fù)穩(wěn)定，若及時(shí)將風(fēng)電場切除，則主要節(jié)點(diǎn)的電壓經(jīng)過衰減振蕩后會(huì)趨于穩(wěn)定。能不能在系統(tǒng)故障時(shí)及時(shí)切除分布式電源對配電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性具有十分重要的意義。

4 分布式電源接入對配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度的影響及對策

配電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行要尋求經(jīng)濟(jì)性，分布式電源由于距離負(fù)荷較近，在一定程度上縮短了輸電距離、降低了網(wǎng)損，節(jié)約了成本，但分布式電源發(fā)電的不確定性也增加了調(diào)度運(yùn)行的難度和復(fù)雜程度。光伏發(fā)電和風(fēng)電由于不穩(wěn)定的發(fā)電特性導(dǎo)致其調(diào)峰作用較差，導(dǎo)致分布式電源接入后往往會(huì)增加配電網(wǎng)調(diào)度的難度，需要配電網(wǎng)預(yù)留更多的備用電源和調(diào)峰容量，這必將給配電網(wǎng)帶來較多的經(jīng)濟(jì)投入，增加了配電網(wǎng)運(yùn)行的成本費(fèi)用。

對于這種情況，就要通過提高對分布式電源的功率預(yù)測的精度來降低費(fèi)用支出。接入分布式電源的配電網(wǎng)之所以調(diào)度運(yùn)行難度增加主要是由于分布式電源發(fā)電的隨機(jī)性和間歇性引起的，如果能夠準(zhǔn)確的預(yù)測分布式電源的功率，那么就可以將風(fēng)電功率作為負(fù)的負(fù)荷疊加到負(fù)荷預(yù)測的曲線上，然后按照傳統(tǒng)電力系統(tǒng)調(diào)度方式安排常規(guī)機(jī)組的發(fā)電計(jì)劃，從而優(yōu)化發(fā)電機(jī)組的開機(jī)組合，減少備用容量，降低配電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行費(fèi)用。

參考文獻(xiàn)

[1]遲永寧，李群英，李琰等.大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)弓}起的電力系統(tǒng)運(yùn)行與穩(wěn)定問題及對策[J].電力設(shè)備，2008，（11）.

[2]白鴻斌，王瑞紅，王真等.風(fēng)電場接入電網(wǎng)的電能質(zhì)量分析方法研究及案例分析[J].東北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，（06）.

[3]張麗英，葉廷路，辛耀中等.大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)的相關(guān)問題及措施[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2010，（25）.

[4]劉偉，彭冬，卜廣全等.光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后的系統(tǒng)問題綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，（19）.