淺析分布式電源入網(wǎng)孤島效應(yīng)的危害及防范

作者 / 姚振全，國網(wǎng)山東省電力公司臨清市供電公司

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淺析分布式電源入網(wǎng)孤島效應(yīng)的危害及防范

作者 / 姚振全，國網(wǎng)山東省電力公司臨清市供電公司

本文主要圍繞分布式電源入網(wǎng)孤島效應(yīng)的相關(guān)危害進(jìn)行闡述，并結(jié)合當(dāng)前分布式電源入網(wǎng)的有關(guān)綜合管理方式，形成對孤島效應(yīng)的有效解決對策，這樣可以提升對孤島效應(yīng)的綜合控制。

分布式；電源入網(wǎng)；孤島效應(yīng)；應(yīng)用方式

隨著目前分布式電源入網(wǎng)的不斷運(yùn)行，對于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全管理，要形成多元化的綜合管理方式，在系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定控制中，結(jié)合分布式電源入網(wǎng)并網(wǎng)接入系統(tǒng)的運(yùn)用方式，可以形成更好的運(yùn)用。

1. 分布式電源入網(wǎng)的相關(guān)概念與特點(diǎn)

■1.1 分布式電源入網(wǎng)

在當(dāng)前供配電系統(tǒng)的綜合管理中，要結(jié)合用戶端的綜合能源利用系統(tǒng)的管理方式，在用戶現(xiàn)場以及靠近用電現(xiàn)場，形成與獨(dú)立發(fā)電商投資配置的發(fā)電機(jī)組，可以滿足不同用戶的實(shí)際需要，因此，在形成公共網(wǎng)絡(luò)直接供電過程中，可以全面向客戶提供相應(yīng)的電能。

■1.2 優(yōu)勢特點(diǎn)

在分布式電源入網(wǎng)的系統(tǒng)管理中，可以形成在物質(zhì)能發(fā)電、太陽能發(fā)電等方面的應(yīng)用，這樣，可以有效的對發(fā)電形成可控處理，相比風(fēng)電、太陽能光伏發(fā)電等，能產(chǎn)生良好的效果。并且，分布式電源入網(wǎng)中可以形成特定的電網(wǎng)送電方式，提高電力系統(tǒng)的可靠性。在出現(xiàn)相關(guān)設(shè)備故障或者其它因素的情況下，可以確保整個(gè)電源的穩(wěn)定性能。此外，不會受到小水電站豐水期與枯水期的影響，能產(chǎn)生相應(yīng)的作用。

2. 分布式電源入網(wǎng)孤島效應(yīng)的相關(guān)危害

■2.1 安全影響系數(shù)加大

在分布式電源入網(wǎng)孤島效應(yīng)的危害中，就會出現(xiàn)多方面的影響，尤其是在安全管理方面，嚴(yán)重危害電力維修人員的生命安全，對于配電系統(tǒng)中保護(hù)開關(guān)以及動作程序等都會造成相應(yīng)的危害性，在整個(gè)孤島區(qū)域內(nèi)，對于供電電壓與頻率的不穩(wěn)定性質(zhì)形成對整個(gè)用電設(shè)備的全面危害，因此，在供電恢復(fù)造成的電壓相位以及不同步的情況，就會造成再次跳閘或者對光伏系統(tǒng)以及負(fù)載系統(tǒng)與供電系統(tǒng)的全面損害。在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)以及供電過程中造成三相負(fù)載的欠相供電問題，也就會造成不同的安全可靠的并網(wǎng)逆變裝置，造成一定的影響。

■2.2 對電網(wǎng)備用容量的危害

在分布式電源入網(wǎng)中，電網(wǎng)中接入的分布式電源的功率波動特性與電網(wǎng)負(fù)荷波動特性相一致時(shí)，就會出現(xiàn)相應(yīng)的影響，在分布式電源入網(wǎng)并網(wǎng)之后，電網(wǎng)的可用調(diào)峰容量在減去用于平衡的負(fù)荷波動的備用容量后，剩余的可用電容調(diào)峰就會用在分布式電源調(diào)峰之中。其中，在整個(gè)電網(wǎng)用于分布式電源的備用容量有限的情況下，就不能完全平衡分布式電源的功率波動，也就對整個(gè)電容的滲透率有一定的限制。因此，在具體的應(yīng)用過程中，要接入大量的分布式能源，可以采用相適應(yīng)的備用電源的管理，全面實(shí)現(xiàn)功率輸出波動平衡發(fā)電與負(fù)荷需要，從而實(shí)現(xiàn)對整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定控制。

■2.3 對電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)性的危害

在分布式電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)管理中，要對大規(guī)模分布式電源接入電網(wǎng)的有效處理，尤其是在無功功率的需求中，就會形成相應(yīng)的穩(wěn)定性影響。在風(fēng)電場的有功不足造成負(fù)荷特性極限的功率增大，可以形成對靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響，在當(dāng)前的供電系統(tǒng)中，出現(xiàn)有無功功率不足或缺額等現(xiàn)象，在系統(tǒng)無功電源與整個(gè)電網(wǎng)處于不規(guī)則的用電過程中，就會造成整個(gè)系統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定效能，不利于提升整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的科學(xué)化效果。

3. 分布式電源入網(wǎng)孤島效應(yīng)的有效防范方式

■3.1 系統(tǒng)優(yōu)化模式

在分布式電源入網(wǎng)系統(tǒng)的綜合處理中，要形成多方面的有效處理方式，其中，結(jié)合現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)軟件處理功能，對整個(gè)電源的全面監(jiān)管，在技術(shù)跟進(jìn)、軟件控制等多功能形成系統(tǒng)化的供電處理方式。具有SCADA監(jiān)控平臺及其數(shù)據(jù)庫，涵蓋與MEMS（能量管理系統(tǒng)）、電力需求側(cè)管理系統(tǒng)、智能交互用電管理系統(tǒng)、智能電表與集中抄表系統(tǒng)等子系統(tǒng)的二次開發(fā)接口或通信接口等功能。可為分布式能源的數(shù)據(jù)安全、決策智能分析管理提供有力保障。

■3.2 循環(huán)技術(shù)發(fā)展的綜合方式

電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置順序控制也需引起足夠的重視，在確定了電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償方案后，需要進(jìn)行無功補(bǔ)償裝置的投切來達(dá)到最終的補(bǔ)償目的。但是在實(shí)際操作中，系統(tǒng)中數(shù)量眾多的調(diào)壓裝置不可能完全做到同時(shí)動作，必然有先有后。同時(shí)，控制動作間也存在著相互的影響。在操作過程中，會出現(xiàn)設(shè)備的反復(fù)投切，甚至是多種設(shè)備不 能正常的投入補(bǔ)

償。這主要是由于配電網(wǎng)中某個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓控制器動作會導(dǎo)致相鄰節(jié)點(diǎn)電壓水平的變化，同樣，相鄰節(jié)點(diǎn)的電壓控制器動作反過來又會影響本節(jié)點(diǎn)的電壓水平。

■3.3 分布式電源入網(wǎng)的技術(shù)控制

在分布式電源并網(wǎng)接入運(yùn)行時(shí)，加入固定的無功補(bǔ)償，根據(jù)無功電流控制逆變器的輸出功率。當(dāng)并網(wǎng)運(yùn)行正常時(shí)，負(fù)載端電壓受到電網(wǎng)電壓的控制，不受逆變器無功功率輸出的影響。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入孤島運(yùn)行狀態(tài)后，一旦逆變器輸出無功與負(fù)荷需求無法匹配，盡管有固定無功補(bǔ)償，但仍無法保證電壓幅值不變，功率恒定。由于逆變器受系統(tǒng)無功電流值控制，使得電壓幅值很快超過閾值，觸發(fā)保護(hù)電路，切除逆變器，達(dá)到反孤島的功能。孤島效應(yīng)的檢測主要問題在于正常運(yùn)行狀態(tài)與異常運(yùn)行狀態(tài)差異量的放大。如何通過差異量的大小來線性反映運(yùn)行狀態(tài)成為了核心問 題。

4. 結(jié)語

因此，在分布式電源入網(wǎng)孤島效應(yīng)的危害處理中，要結(jié)合多方面的技術(shù)控制要點(diǎn)，在整個(gè)綜合性技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)備管理、計(jì)算機(jī)信息化建設(shè)等方面下功夫，突出在整個(gè)管理系統(tǒng)中綜合權(quán)衡，這樣，可以更好的實(shí)現(xiàn)對分布式電源入網(wǎng)孤島效應(yīng)的全面控制，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)配電供電系統(tǒng)的綜合優(yōu)化。

＊ ［1］邱曉燕，夏莉麗，李興源.智能電網(wǎng)建設(shè)中分布式電源的規(guī)劃［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2010，34（4）：7～10

＊ ［2］康云龍，郭紅霞，吳捷等.分布式電源及其接入系統(tǒng)時(shí)若干問題研究綜述［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2010，34（11）：43～47

＊ ［3］韋鋼，吳偉力，胡丹云等.分布式電源及其并網(wǎng)時(shí)對電網(wǎng)的影響［J］.高電壓技術(shù)，2007，33（1）：36～40