剖析分布式電源并網(wǎng)和其對(duì)配網(wǎng)的影響

王水石

國(guó)網(wǎng)福建福鼎市供電有限公司，福建 福鼎 355200

剖析分布式電源并網(wǎng)和其對(duì)配網(wǎng)的影響

王水石

國(guó)網(wǎng)福建福鼎市供電有限公司，福建 福鼎 355200

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提高，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力事業(yè)也有取得了很大成就。分布式電源接入到電網(wǎng)中后，配電系統(tǒng)就開(kāi)始從輻射型的網(wǎng)絡(luò)變成中小用戶(hù)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，這對(duì)傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。為了提高配電系統(tǒng)運(yùn)行的性能，要最大限度的發(fā)揮分布式電源優(yōu)點(diǎn)，下面就分析分布式電源接入到系統(tǒng)中后對(duì)配網(wǎng)的影響情況。

分布式電源；并網(wǎng)；配網(wǎng)影響

分布式發(fā)電技術(shù)不僅能量來(lái)源豐富，而且其運(yùn)行方式要比傳統(tǒng)方式更加清潔無(wú)污染，隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，分布式電源是未來(lái)電源的發(fā)展趨勢(shì)。但是目前接入分布式電源后，會(huì)對(duì)整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)造成很大影響，例如對(duì)運(yùn)行電壓會(huì)造成影響，對(duì)電能的質(zhì)量有一定影響，對(duì)系統(tǒng)保護(hù)情況也有影響，下面就對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行分析。

1 對(duì)分布式電源的分析

1.1 分布式電源的定義和分類(lèi)情況

分布式電源和傳統(tǒng)集中發(fā)電電源方式不同，一般情況下是指功率在數(shù)千瓦到 50MW的小型電源，或者是指分布在負(fù)荷附近的獨(dú)立電源，這些分布式電源由用戶(hù)、電力部門(mén)以及第三方所有，這些發(fā)電設(shè)施可以保證用戶(hù)在生產(chǎn)和生活中的特殊要求。從概念上而言，安裝在用戶(hù)附近的小型發(fā)電設(shè)備都屬于分布式電源。例如有各種蓄能技術(shù)，冷熱電聯(lián)產(chǎn)，以及熱電聯(lián)產(chǎn)等。從這個(gè)概念上分析，在我國(guó)的小熱電、小機(jī)組和小火電都屬于分布式電源。不同領(lǐng)域分布式電源的分類(lèi)方式也不同，如果按照電源是否可再生可以分成兩類(lèi)，一類(lèi)是不可再生的分布式電源，例如化石燃燒能源，燃料電池發(fā)電形式，或者復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)形式的電能等，而另一種是可再生的分布式電源，例如生物質(zhì)能發(fā)電，太陽(yáng)能發(fā)電，光伏發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電等。

1.2 對(duì)調(diào)控中心和調(diào)度運(yùn)行的分析

調(diào)控中心是整個(gè)分布式電源控制的中心，因此必須協(xié)調(diào)好調(diào)控中心的工作，避免出現(xiàn)配電問(wèn)題。在對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行布置時(shí)，間距都是依靠饋線的長(zhǎng)度決定的，安裝完主要設(shè)備后，還要對(duì)分散需方配電設(shè)備進(jìn)行設(shè)置，由此可見(jiàn)，在配電系統(tǒng)中，涉及電器設(shè)備非常多。設(shè)備結(jié)構(gòu)都是閉環(huán)式的設(shè)計(jì)，使用時(shí)呈現(xiàn)輻射狀，與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)線路參數(shù)還比較大。配電系統(tǒng)和居民、商業(yè)用戶(hù)的設(shè)備都是直接連接的，控制好中間環(huán)節(jié)后，就能保證供電的可靠性和穩(wěn)定性。為了電力系統(tǒng)安全的運(yùn)行，必須對(duì)危險(xiǎn)位置的排查，在進(jìn)行電力調(diào)度操作中，可以讓工作小組在調(diào)度會(huì)議時(shí)間，或者是安全日分析調(diào)度過(guò)程中的危險(xiǎn)點(diǎn)，從而形成有效的記錄，排查各個(gè)危險(xiǎn)點(diǎn)，制定定期檢查方案，對(duì)危險(xiǎn)點(diǎn)的變化情況也要及時(shí)記錄，避免其中的不規(guī)范行為。

2 分布式電源的并網(wǎng)情況分析

當(dāng)電網(wǎng)和分布式電源進(jìn)行并網(wǎng)連接時(shí)，通常會(huì)把幾十兆瓦的分布式電源和較高的電壓電網(wǎng)進(jìn)行連接，例如將其連接到 110kV，或者 35kV的電網(wǎng)中。如果用戶(hù)、商戶(hù)的位置比較分散，其使用的分布式電源要和配電電壓級(jí)進(jìn)行連接，一般電壓為10kV、35kV和 220kV[1]。分布式電源并網(wǎng)就是把正常的配電網(wǎng)絡(luò)和分布式電源進(jìn)行連接起來(lái)的設(shè)備，這也是讓分布式電源可以和外界進(jìn)行連接的一個(gè)手段。并網(wǎng)包設(shè)備可以對(duì)分布式電源單元進(jìn)行調(diào)度、保護(hù)，以及有效的測(cè)量和控制，由此可以得知，地區(qū)的電力系統(tǒng)，分布式的電源，以及并網(wǎng)系統(tǒng)之間可以進(jìn)行互動(dòng)交流，這些設(shè)施也是控制和通信的基礎(chǔ)保障。并網(wǎng)系統(tǒng)有很多種，例如逆變器型并網(wǎng)系統(tǒng)，其使用光伏發(fā)電系統(tǒng)，可以發(fā)出高頻交流電，還有遠(yuǎn)方調(diào)度模塊的并網(wǎng)系統(tǒng)，工作人員可以結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)分布式電源起停情況做遠(yuǎn)方控制。

3 分布式電源對(duì)配網(wǎng)情況的影響分析

3.1 分布式電源對(duì)配網(wǎng)規(guī)劃情況的影響

在配網(wǎng)中接入分布式電源，增加了對(duì)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的難度，在規(guī)劃區(qū)內(nèi)用戶(hù)可以結(jié)合自身實(shí)際情況安裝和使用分布式電源，也可以把電源提供給規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的其他用戶(hù)。電力負(fù)荷和分布式電源相互會(huì)抵消，進(jìn)而影響規(guī)劃區(qū)的符合增長(zhǎng)情況。除此之外，安裝分布式電源的位置不確定，而其輸出的電能會(huì)受到自然條件的影響，因此有效的電能不穩(wěn)定，有一定的隨機(jī)性。進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃中不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)到電力負(fù)荷的增長(zhǎng)情況[2]，負(fù)荷在固定區(qū)域的分布情況也難以確定。進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃時(shí)，其有多目標(biāo)動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)，是一個(gè)非線性的整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題，維數(shù)和其動(dòng)態(tài)屬性有直接關(guān)系，一般都會(huì)有幾千個(gè)節(jié)點(diǎn)需要考慮，如果在規(guī)劃區(qū)內(nèi)又增加了一些分布式電源，那么設(shè)計(jì)出最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)布置方案就更加困難。

▲▲分布式電源使用的機(jī)組類(lèi)型有很多，因此能源比較多樣化，在建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)方面需要很大的成本。因此在配網(wǎng)規(guī)劃中，要設(shè)計(jì)中整體的電源結(jié)構(gòu)，對(duì)不同類(lèi)型的電源進(jìn)行合理協(xié)調(diào)。

3.2 分布式電源并網(wǎng)對(duì)變電運(yùn)行中電壓質(zhì)量的影響

我國(guó)電能質(zhì)量實(shí)驗(yàn)室對(duì)電壓質(zhì)量指標(biāo)作出規(guī)定：電壓波動(dòng)、電壓偏差和閃變的參考值即為電壓質(zhì)量的具體指標(biāo)。分布式電源并網(wǎng)在變電運(yùn)行中會(huì)對(duì)配電線路的電壓質(zhì)量造成影響。電網(wǎng)電壓分布主要依照電網(wǎng)潮流決定，當(dāng)電網(wǎng)中電源注入功率發(fā)生巨大變化時(shí)，將引起變電運(yùn)行中電網(wǎng)母線節(jié)點(diǎn)間出現(xiàn)較大的電壓偏差、閃變和波動(dòng)。分布式電源并網(wǎng)主要對(duì)電壓質(zhì)量的影響是在電源功率波動(dòng)方面，主要表現(xiàn)出分布式電源起停，可再生分布式電源波動(dòng)性和電源發(fā)電功率不可控特性方面。分布式電源的接入建立在電子技術(shù)之上，還會(huì)對(duì)變電運(yùn)行造成一定的擾動(dòng)，嚴(yán)重影響系統(tǒng)電能的質(zhì)量。變電運(yùn)行中，電源電壓質(zhì)量直接決定變電運(yùn)行的穩(wěn)定與安全。分布式電源并網(wǎng)，主要對(duì)電源電壓的電壓波動(dòng)起到控制作用。如果變電運(yùn)行合閘過(guò)程中發(fā)生三相短路故障，分布式電源會(huì)抬高電壓，調(diào)整電壓的跌落情況，并且提升注入功率，有效阻止電壓的跌落，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓穩(wěn)定性的控制。因此，合理的分布式電源并網(wǎng)方式應(yīng)用，對(duì)于變電運(yùn)行穩(wěn)定至關(guān)重要。

總結(jié)：分布式電源是一種新型的電源，在市場(chǎng)中有非常大的競(jìng)爭(zhēng)力，隨著基礎(chǔ)技術(shù)的完善和成熟，其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來(lái)越多，但是在應(yīng)用前技術(shù)人員要掌握其對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃，以及配網(wǎng)中電壓分布，電能質(zhì)量的影響，然后有針對(duì)性地進(jìn)行預(yù)防和處理，提高其實(shí)際的功能價(jià)值。

[1]殷桂梁,郭磊,張?zhí)锾锏?基于自適應(yīng)陷波器的單相分布式電源并網(wǎng)控制方案的研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2013,(13):48-53.

[2]吳潤(rùn)澤,王欣宇,張曉平等.一種分布式電源并網(wǎng)監(jiān)控通信適應(yīng)性評(píng)價(jià)方法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2014,(8):72-77,107.

[3]楊素琴,羅念華,韓念杭等.分布式電源并網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功優(yōu)化調(diào)度的研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2013,(17):122-126.