分布式能源接入智能配电网技术探讨杜昊哲

分布式能源接入智能配电网技术探讨杜昊哲

(南京国联电力工程设计有限公司江苏南京210000)

摘要:随着人类社会的持续发展、人口数量的急剧增长,能源短缺、环境污染已成为当今世界全人类面临的最严峻的问题之一,发展新技术、开发清洁可再生新能源、全面改善能源使用结构在各国达成共识。在各种新能源中,太阳能光伏发电以其可再生、清洁无污染等特点成为世界能源中的重要组成部分,而分布式光伏并网发电作为光伏发电主要形式,更是以其成本低、潜力大、使用灵活等优点吸引了大量科研人员进行研究,并取得了一定的研究成果。

关键词:分布式;能源;接入;智能配电网;技术;探讨

引言

分布式光伏发电的并网运行,不仅仅有利于降低配电网电能损耗,改善终端电压,同时降低能源成本,调节能源结构。分布式光伏发电并入配电网后,使传统配电网由原来的单电源辐射型结构变成多端电源供电系统,改变了潮流分布和电压变化。同时,在发生故障时,由于分布式光伏电源提供了故障电流,也影响了配电网的保护。

1、分布式能源的优势

分布式能源具有能效利用合理、损耗小、污染少、运行灵活,系统经济性好等特点。发展主要存在并网、供电质量、容量储备、燃料供应等问题。分布式能源系统分布安置在需求侧的能源梯级利用,以及资源综合利用和可再生能源设施。通过在需求现场根据用户对能源的不同需求,实现温度对口供应能源,将输送环节的损耗降至最低,从而实现能源利用效能的最大化。

分布式能源是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统,根据终端能源利用效率最优化确定规模。

分布式能源采用先进的能源转换技术,尽力减少污染物的排放,并使排放分散化,便于周边植被的吸收。同时,分布式能源利用其排放量小,排放密度低的优势,可以将主要排放物实现资源化再利用。

2、分布式能源接入智能配电网技术的影响

2.1、影响配电网络的技术规划

通常,供电部门重点针对配电传输线路的负载所提出的配电网络规划,执行中较为繁琐。传统规划方案中,预测数据产生后会与按不同时间轴形成的不同用户用电方案进行对比,同时用科学方式对用电进行规划设计,根据有关用电规范,一旦方案设计达到线路的符合要求,并能实现用电成本处于最低水平,这样的配电网络规划才算合理有效。

分布式能源系统的配电规划,因新技术的引进和优化,极大地稳定和提升了电网的配电效率,对于传统的配电网络技术规划造成了一定的影响。

2.1.1、系统预测不够全面

虽然分布式系统能够对配电系统的负荷情况做出积极预测,并且确保配电不稳时能够展开可行性预测,但是经过大量实践能够发现,分布配电的方式应用后,并没有对配电规划的负荷激增或锐减情况进行具体地考虑,一旦出现突发性的极端条件,则系统预测的准确性严重不足,规划能力大打折扣。

2.1.2、节点数量控制不力

传统的配电系统在规划时就对相应的节点数进行了规定,如果整个输送线路上负载加重,则整个发电系统会因节点数的迅速增加受到运行约束。而分布式系统的规划中对节点的处理并不明确,数量的改变较为频繁,这样就让配电方案存在隐患,因难以稳定从而丧失了准确的负载预测分析,也就无法找到最佳的规划方案。

2.1.3、电力配给方案规划不足

如果供电系统采用多种能源的混合发电,则仅靠传统的集中化单一模式并不能对供电系统展开详尽全面地判断。而在分布式配电中,电力配给方案规划通常不足,想用结构简单的分布式完成对各种结构的电力配给方案规划难度较大,因此无法化解供电设备发电障碍。

2.2、影响配网系统的网络损耗

传统供电系统中,在计算配网系统的网络损耗时一旦都需要对电力负载进行测算,而将电力负载与标准设计参与相乘就得到电力系统的网络损耗。当然,上述计算属于简易运算,不可能产生精确计算值。而在分布式系统中,损耗的计算除运用类似上述计算方法外,还考虑到输送线路的电阻、电容问题。通常需要运用拓扑形式判定电容情况,并根据电容算出压降;同时在潮流辐射计算中获得配电系统的电流拓扑情况,这里的电流一般是从母线到子线的流动电流,此电流的方向和大小还可以用单点源所形成的负荷加以推断。当然,分布式系统中的计算也无法得到十分精确的答案,通过预测方式形成的损耗结果只能控制在某一段特定区间内便于参考适用。

2.3、影响电力系统的电容保护状况

2.3.1、电压值的变动让电容元器件无法正常发生反应,这样就容易致使继电系统失灵,不存在过载或欠载情况下的保护。分布式系统的结构设计使得继电系统中电流降低,继电系统因电压值不稳将停止运作,也就丧失了保护功能,不会当线路出现故障时及时切断电流。

2.3.2、分布式系统的控制如果在继电器失去电流作用后,将出现失误现象。大量的误动作,使得众多节点同时开始放电,激励电源持续发生动作失误。

2.3.3、有助于提高分布式系统中电网故障的判断能力。在分布式系统控制闭环内,节点数会出现改变,电信号也出现较大的波幅,足以代表某一位置的电网故障产生。

2.3.4、分布式系统中的电容失保,可能导致更大的区域内发生停电。系统的电容出现不利影响后,容易让区域内的各种故障频发,极易引发跳闸,从而产生断电。因此,一旦产生多次跳闸,就不容易在较短时间恢复正常通电,只有将继电器等装置重启后才能恢复供电。

2.4、影响分布式配电网络的输电效率

2.4.1、传统供电网络当发生电力输送时,回路中的负荷与输送线路的输送效率形成了正比例的关联性。一般而言,回路中的负荷越强,电流形成的电压就越反应强烈,输送线路的无功补偿将发挥作用。完成与分布式系统的配合后,输送能力将发生明显的减缓。分析整体的电压,可以看出因分布式系统的电源出现变化,电压已经受到了诸多影响。一是分布式系统中的负载对电源的调控起到了不可忽视的作用。一般负载电压小于电源输出值时,电流下降,继电器波动放缓,构建出较稳定的分布式电源模式。二是如果分布式系统不能和线路中的负载同时存在,那电机会因分布式的设备功率调整而出现干扰,导致电源的断路情况,直接威胁到输电的稳定。

2.4.2、电路产生谐波效应。分布式系统的电路工人已发生谐波效应。表现在分布式电源的电压进行转换时,不可避免地要产生严重的波动,导致电压不稳,也必然促使电能的输送不稳。而分布式终端设备的电子操控部分,这时会对电路产生干扰,可见电路波形的非常态变化。对于发电机组而言,如果任由电路的谐波产生,则机组的功率也会混乱无序,从而影响机组的正常运作。

总而言之,供电企业要积极探索,努力创新,做好分布式电源并网服务和管理,提高工作的效率和效益,实现工作的规范化,不断总结提高,促进分布式电源行业健康发展,支持国家低碳经济的发展,为社会提供安全、可靠、清洁、优质的电力保障。

参考文献:

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