第7章 分布式发电接入电力系统
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电力系统中的分布式发电接入与管理方法研究第一章:引言近年来,随着能源需求的不断增长和环境问题的日益突出,分布式发电在电力系统中的地位逐渐受到关注。
分布式发电是指将多个小型发电机组分布在电力系统中的不同位置,以满足当地的用电需求。
由于其具有环境友好、能源节约和供电可靠等优势,分布式发电逐渐成为电力系统中的一种重要发展趋势。
第二章:分布式发电接入技术2.1 并网接入技术分布式发电系统通过与电网并网,实现电力双向流动。
并网接入技术是分布式发电系统实现与传统电力系统互联的关键。
常见的并网接入技术有同步发电机并网、逆变器并网和微网并网等。
2.2 接口标准为了保证不同类型的分布式发电系统能够顺利接入电力系统,制定统一的接口标准是非常重要的。
目前,国际上已经制定了一系列的接口标准,包括IEEE 1547和IEC 61727等。
2.3 输电线路设计分布式发电从发电机组到用户需求点需要输电线路进行电能传输。
传统的输电线路设计方法和参数可能不能满足分布式发电系统的要求。
因此,需要对输电线路的设计方法进行改进和优化,以提高电能传输的效率和可靠性。
第三章:分布式发电管理方法3.1 负荷预测与优化调度分布式发电系统中的负荷预测和优化调度是实现分布式发电管理的关键。
通过预测负荷量和发电量,可以合理安排发电机组的运行策略,以最大程度地满足用户需求。
3.2 储能技术与管理储能技术在分布式发电系统中的应用有助于解决发电不稳定和需求波动等问题。
储能技术可以平衡供需差异,提高系统的供电可靠性和稳定性。
3.3 系统监测与故障检测对分布式发电系统的实时监测和故障检测是保障系统正常运行的重要手段。
通过建立有效的监测系统和故障检测算法,可以及时发现故障并采取措施进行修复,从而降低故障对系统的影响。
第四章:优化策略与算法4.1 遗传算法遗传算法是一种基于生物进化理论而发展起来的算法,可以用来解决优化问题。
在分布式发电系统中,通过遗传算法可以优化发电机组的调度策略,实现最优的功率分配。
电力系统中的分布式发电技术在当今社会,随着能源需求的不断增长和对环境保护的日益重视,电力系统正经历着深刻的变革。
分布式发电技术作为一种新兴的能源供应方式,逐渐在电力领域崭露头角,并为解决能源问题和实现可持续发展带来了新的机遇。
分布式发电,简单来说,是指将小型发电装置分散地布置在用户附近的一种发电方式。
与传统的集中式发电不同,分布式发电具有诸多独特的特点和优势。
首先,分布式发电的能源来源丰富多样。
它可以利用太阳能、风能、水能、生物质能等可再生能源进行发电。
以太阳能为例,通过光伏板将阳光转化为电能,不仅清洁环保,而且取之不尽。
风能的利用也是如此,风力发电机组在适宜的地区能够稳定地提供电力。
这些可再生能源的应用,大大减少了对传统化石能源的依赖,降低了碳排放,有助于缓解全球气候变化问题。
其次,分布式发电具有较高的灵活性和可靠性。
由于分布式发电装置通常规模较小且分布广泛,可以根据当地的能源需求和资源条件进行灵活配置。
当电力系统出现故障或突发情况时,分布式发电能够迅速响应,为局部地区提供电力支持,提高了整个电力系统的供电可靠性。
比如,在一些偏远地区或者自然灾害发生时,分布式发电可以成为保障电力供应的重要手段。
再者,分布式发电能够有效降低输电损耗。
传统的集中式发电需要将电能通过长距离的输电线路输送到用户端,在这个过程中会产生大量的能量损耗。
而分布式发电靠近用户侧,电能传输距离短,减少了线路损耗,提高了能源利用效率。
然而,分布式发电技术在实际应用中也面临着一些挑战。
技术方面,分布式发电装置的性能和稳定性需要进一步提高。
例如,太阳能和风能等可再生能源具有间歇性和不稳定性的特点,这就要求与之配套的储能设备和电力调节装置具备更高的性能,以确保电力输出的平稳和可靠。
经济方面,分布式发电的初始投资成本较高。
尽管随着技术的进步和市场规模的扩大,成本在逐渐降低,但对于一些用户来说,仍然是一个较大的负担。
此外,分布式发电的上网电价和政策补贴等方面的政策还需要进一步完善,以提高其经济可行性。
电力系统的分布式能源接入技术分布式能源接入技术是近年来电力系统领域的一项重要技术革新,其在解决能源供需矛盾、实现能源可持续发展等方面具有重要意义。
本文将从分布式能源接入技术的定义、优势、应用和发展前景等方面进行探讨。
一、分布式能源接入技术的定义和优势分布式能源接入技术是指将分布式能源源头(如太阳能、风能等)接入电力系统中,实现能源的分散供应。
与传统的集中式能源供应系统相比,分布式能源接入技术具有以下优势:1. 提高电力系统的可靠性和稳定性。
分布式能源接入技术将能源分散供应到电力系统中,降低了能源集中供应可能导致的故障风险。
同时,分布式能源源头的多样性也能有效应对能源供应出现的波动和中断的问题。
2. 提供了清洁环保的能源供应方式。
分布式能源接入技术主要利用可再生能源,如太阳能、风能,减少了对传统能源的依赖,有利于减少温室气体排放,保护环境,实现可持续发展。
3. 促进能源利用效率的提高。
分布式能源接入技术能够将能源供应更接近终端用户,减少能源传输和转换损耗,提高能源利用效率。
4. 促进能源消费者参与能源管理。
分布式能源接入技术能够让终端用户成为能源的生产者和消费者,通过参与能源管理,实现能源的实时监测和优化调度,提高能源使用效益。
二、分布式能源接入技术的应用分布式能源接入技术在各个领域得到了广泛应用,以下是几个典型的应用场景:1. 居民区和商业建筑。
通过在居民区和商业建筑安装太阳能光伏电池板和风力发电装置,实现分布式能源供应,降低用电成本,减少对传统电网的依赖。
2. 工业领域。
在工业园区或工业企业中建设分布式能源发电厂,如生物质能发电厂和风力发电厂,实现自给自足的能源供应,降低生产成本。
3. 农村地区。
在农村地区,通过分布式能源接入技术,将太阳能和生物质能等可再生能源利用起来,满足当地居民的用电需求。
三、分布式能源接入技术的发展前景分布式能源接入技术在未来有着广阔的发展前景,以下是几个方面的展望:1. 技术的不断创新和进步。
分布式发电系统与电力系统的互联互通技术研究随着能源需求的不断增长和环境问题的日益凸显,分布式发电系统逐渐引起了人们的关注。
相比传统的集中式发电系统,分布式发电系统具有分布广泛、发电规模灵活、易于管理等优势,被认为是未来能源系统的发展趋势。
然而,要实现分布式发电系统和传统电力系统的互联互通,并实现可靠、高效的能量流动,仍然存在一些技术挑战,本文将对这些问题进行探讨。
一、分布式发电系统的发展现状和趋势分布式发电系统是指将发电设备分布在用户用电端并与电力系统互联互通的一种发电模式。
与传统的集中式发电系统相比,分布式发电系统能够更好地适应用户用电需求的变化,减少输电损耗,降低环境污染,并实现能源的高效利用。
目前,分布式发电系统的发展已经取得了一定的成果,尤其是光伏发电和风能发电技术的迅猛发展,为分布式发电系统的推广和应用提供了坚实的基础。
二、分布式发电系统与电力系统的互联互通技术分布式发电系统与电力系统的互联互通是实现能量流动和优化调度的关键环节。
分布式发电系统通过电力系统将其产生的电能输送到目标地点,同时,也需要通过电力系统获取所需的能量。
为此,需要解决以下几个技术问题。
1. 电力系统对分布式发电系统的接入能力电力系统作为一个复杂的能源传输和分配系统,需要保障供电的可靠性和稳定性。
而随着分布式发电系统的接入规模扩大,电力系统需要具备足够的接入能力来接纳大量的分布式发电设备。
此外,电力系统还需要通过智能调度和优化算法来实现分布式发电系统的协调运行,以确保供需平衡和能量的高效利用。
2. 分布式发电系统与电力系统的通讯接口为了实现分布式发电系统和电力系统的互联互通,需要建立可靠的通讯接口。
这样可以实现分布式发电系统与电力系统之间的信息交互,包括电能的实时传输、供需信息的共享和调度命令的下发等。
目前,通信技术的快速发展为分布式发电系统和电力系统的互联互通提供了强大的支持,如物联网技术、云计算技术等,可以实现高效、快速的信息传输和处理。
分布式电力接入方案引言随着能源需求的不断增长以及可再生能源的快速发展,分布式电力接入方案逐渐成为一种重要的解决方案。
分布式电力接入是指将可再生能源发电设备(如太阳能电池板、风力发电机等)与传统电力网络相连接,将产生的电力注入电力系统,以满足用户的电力需求。
本文将介绍分布式电力接入的定义、应用场景、技术架构以及未来的发展趋势。
1. 分布式电力接入的定义分布式电力接入是指将可再生能源发电设备与传统的中央电力系统相连接,通过逆变器和智能电力控制设备,将产生的电力注入到电力网络,以供应给用户使用。
分布式电力接入可以实现电力的分散生产和消费,减少能源传输损耗,并且提高了电力系统的可靠性和可持续性。
2. 应用场景分布式电力接入方案可以广泛应用于以下场景:2.1 住宅在住宅区,居民可以安装太阳能电池板或风力发电机,将产生的电力注入电力系统。
这样,居民不仅可以减少用电成本,还可以减少对传统电力系统的依赖,实现绿色能源的利用。
2.2 商业建筑商业建筑拥有较大的屋顶空间,可以安装大型太阳能电池板系统或风力发电机组,以满足自身的电力需求。
通过与电力网络连接,商业建筑还可以将多余的电力卖给电力公司,获取额外的经济收益。
2.3 工业园区工业园区通常拥有大量的电力消耗设备,产生大量的用电需求。
通过在工业园区上安装风力发电机或太阳能电池板,可以为园区提供可再生能源供电,降低用电成本,减少碳排放。
3. 技术架构分布式电力接入方案通常由以下几个组件构成:3.1 可再生能源发电设备可再生能源发电设备包括太阳能电池板、风力发电机等。
这些设备通过转换自然能源(如阳光、风力)为电能,产生可再生能源。
3.2 逆变器逆变器是将直流电能转换为交流电能的设备。
在分布式电力接入方案中,逆变器将可再生能源设备产生的直流电能转换为交流电能,并馈入电力网络。
3.3 智能电力控制设备智能电力控制设备用于监测和控制分布式电力接入系统。
这些设备可以实时监测发电设备的输出功率、电力负荷及电力网络状态,并根据需求调整电力的注入和购买。
电力系统的分布式能源接入与管理随着人类对能源的需求不断增加,传统的中央发电方式逐渐显示出一些不足之处,如供电不稳定、能源消耗过高等问题。
因此,分布式能源接入与管理逐渐成为电力系统领域的研究热点。
本文将深入探讨分布式能源接入与管理的概念、技术以及未来发展趋势。
一、分布式能源接入的概念和意义分布式能源接入是指将分布式能源(如太阳能、风能等)接入到电力系统中,通过适当的技术和管理手段,在满足能源需求的同时实现高效、稳定和可持续的供电。
相比传统的中央发电方式,分布式能源接入具有以下几个重要意义:1. 能源可持续利用:分布式能源利用可再生能源为主,如太阳能、风能等。
这种可再生能源可以持续不断地供给电力系统,减少对传统能源的依赖,实现能源的可持续利用。
2. 供电可靠性和韧性增强:分布式能源接入可以将能源生产和消费相联系,减少能源运输和传输过程中的损耗和风险。
当传统的中央电网发生故障或自然灾害时,分布式能源可以作为备用电源,提供可靠的供电保障。
3. 能源高效利用:分布式能源接入可以将能源生产和消费更好地匹配,减少能源的浪费。
传统的中央发电方式在输电过程中存在较大能量损失,而分布式能源接入可以减少输电损失,提高能源利用效率。
二、分布式能源接入的技术挑战和解决方案虽然分布式能源接入具有诸多优势,但也面临一些技术挑战。
下面我们将重点介绍这些挑战以及解决方案。
1. 变电站升级:传统的电力系统对分布式能源接入的容量和规模要求较低,因而变电站需要进行升级以适应新的能源接入需求。
这包括增加变压器容量、改造传输线路等。
2. 能源管理与优化:分布式能源接入需要对能源进行有效管理和优化,以提高能源利用效率和减少系统负荷。
这可以通过智能化的能源管理系统和优化算法来实现,通过实时监测和控制来调整能源的供给和消耗。
3. 网络安全:分布式能源接入涉及到多个能源生产和消费节点,因此网络安全问题变得尤为重要。
需要采取措施保护分布式能源系统的安全,防止黑客攻击和数据泄漏。
分布式电源接入电力系统的规划与管理随着能源需求的增加和环境保护的要求不断提高,分布式电源逐渐成为电力系统发展的重要方向。
分布式电源是指将发电装置直接接入用户侧,通过近距离传输能量,提供可靠的电力供应。
在分布式电源接入电力系统的规划与管理中,包括了能源资源调配、技术支持、市场运营和电力安全等多个方面的内容。
一、能源资源调配分布式电源接入电力系统需要合理调配能源资源,以确保系统的稳定运行和供应的可持续性。
能源资源的调配可以包括风、水、太阳能等可再生能源的利用,以及传统的火电、水电等能源的协同运营。
对于不同区域的分布式电源接入电力系统,应进行合理的能源规划和资源配置,使得电力供应能够满足用户需求,同时减少对大型电力传输线路的依赖。
二、技术支持在分布式电源接入电力系统的规划与管理中,技术支持起到了关键作用。
技术支持包括了系统设计、设备选型、安全监测等多个方面。
系统设计要充分考虑电力负荷的变化和分布式电源接入的波动性,以确保系统的稳定性和可靠性。
设备选型要根据实际情况选择符合分布式电源接入要求的设备,例如逆变器、电池组等。
安全监测则需要通过可靠的监测手段对分布式电源的接入、传输和使用过程进行实时监控,以防范事故和保障系统安全。
三、市场运营分布式电源接入电力系统的规划与管理需要进行有效的市场运营,以实现资源的优化配置和经济效益的最大化。
市场运营包括了电力交易、定价机制、套餐服务等多个方面。
电力交易要通过市场化的方式进行,确保分布式电源的接入和供应可以按照市场需求进行流通和交易。
定价机制要合理制定,既能够激励分布式电源的接入和投入,又能够保证用户的利益和公平竞争。
套餐服务则可以通过合理的产品设计和物流运营,提供更多元化的选择和便捷的服务。
四、电力安全在分布式电源接入电力系统的规划与管理中,电力安全是至关重要的方面。
电力安全包括了设备安全、供电稳定、防护措施等多个方面。
设备安全是确保分布式电源设备的正常运行和运维,防止因设备故障而导致的事故和停电。
电力系统中的分布式能源接入与调度优化技术随着能源需求的不断增长和世界范围内对环境保护的关注度不断提高,分布式能源接入和调度优化技术在电力系统中变得越来越重要。
分布式能源,如太阳能、风能、生物质能等,不仅能够减少对传统能源的依赖,还可以减少 greenhouse 气体排放,为可持续发展做出贡献。
在本文中,我们将介绍电力系统中的分布式能源接入和调度优化技术的重要性以及其实现方法。
首先,我们来了解一下分布式能源接入技术在电力系统中的作用。
传统的电力系统主要依赖于大型火力发电厂或核能发电站来提供电力供应。
然而,由于这些发电厂的位置有限,远离负荷中心会导致输电损耗增加,并且在能源分配上也存在一些稳定性和可靠性的问题。
分布式能源接入技术通过将能源生成装置分布在用电设备附近,将电力生产和消费垂直整合,并且减少了输电损耗。
这种接入方式不仅能够提供更可靠的电力供应,还能够降低电网的压力。
在分布式能源的接入中,太阳能和风能是最常见的能源类型。
太阳能光伏系统通过将太阳能转化为电能,可以安装在建筑物的屋顶、阳台或者其他适合的地方。
风能则通过风力涡轮机将风力转化为电力,可以安装在空旷的地区或者远离城市的地段。
与传统的发电厂相比,这些分布式能源的接入可以更好地适应大范围的需求,并且具有更低的灵敏度和更高的灵活性。
然而,分布式能源接入也面临一些挑战,其中之一就是调度优化。
调度优化是指通过合理安排分布式能源的发电计划,使得整个电网系统的效率最大化。
在实际应用中,电网的负荷分布和能源的供应不是完全稳定且预测准确的,因此需要一定的调度策略来应对这些变化。
对于电力系统而言,调度优化可以从多个角度进行,例如能源匹配、电力传输和配电网。
这些调度策略需要考虑多种因素,包括负荷需求、供电可靠性和网络安全等。
为了实现分布式能源的调度优化,需要采用一些技术手段。
其中之一就是智能算法的应用。
智能算法可以基于大量的数据和模型来预测负荷需求和能源供应,并优化分布式能源的调度计划。
分布式电源接入电力系统的输电规划研究随着全球能源需求的日益增长和环境问题的日益严重,分布式电源逐渐成为解决能源供应和环境保护之间矛盾的重要手段。
分布式电源是指利用分布在电力系统中的小型独立发电装置,如太阳能光伏发电、风力发电和燃料电池发电等,为供电系统提供电能的一种方式。
与传统的中央发电方式相比,分布式电源具有灵活性高、环保性好和供电可靠性强等优点。
本文将对分布式电源接入电力系统的输电规划进行研究,探讨如何将分布式电源有机地融入到现有电力系统中。
一、分布式电源接入电力系统的意义分布式电源接入电力系统能够有效解决传统电力系统存在的一系列问题。
首先,分布式电源的接入可以减轻电力系统的负荷压力。
通过将分布式电源接入电力系统并与传统电站相结合,可以在一定程度上减轻传统电力系统的负荷压力,提高供电的可靠性。
其次,分布式电源的接入有利于提高能源利用效率。
传统的中央发电方式存在输电损耗较大的问题,而分布式电源可以在离消费地点较近的地方进行发电,减少输电过程中的能量损耗。
此外,分布式电源还可以提高电力系统的抗灾能力。
当电力系统发生故障或自然灾害时,分布式电源可以作为备用电源启动,保证供电的连续性。
二、分布式电源接入电力系统的技术挑战在将分布式电源接入电力系统中,存在一些技术挑战需要克服。
首先是电网稳定性问题。
由于分布式电源的性质不同于传统电力系统,接入大规模的分布式电源可能导致电力系统的不稳定,需要针对分布式电源的特点进行相应的控制和调节。
其次是输电线路的规划和优化问题。
分布式电源通常分布在消费者附近,存在规模较小、分布较散的特点,因此输电线路的规划和优化需要充分考虑分布式电源的位置和特点,合理配置线路,减少输电损耗。
另外,对于不同类型的分布式电源,如光伏发电和风力发电等,需要研究相应的接入技术和逆变技术,以确保分布式电源的输出能够与电力系统的负荷匹配。
三、分布式电源接入电力系统的输电规划方法为了解决分布式电源接入电力系统中存在的技术挑战,需要采取一定的输电规划方法。
第7章分布式发电接入电力系统分布式发电(DG)是一种广泛应用于工业设施、医院、学校、写字楼、百货公司等的备用发电单元。
当公用电网不可用时,这些发电单元被用于为用户提供紧急电源,它们被装设在需要持续供电的用户的领地内。
备用单元紧靠负荷中心安装,避免了输电成本和相关的输电损耗。
目前,将备用发电单元定义为分布式发电以区别于传统的集中式发电模式。
已经证明,集中式发电是一种经济而可靠的能量生产模式。
但是,现在已难以大量新建电厂或通过扩大现有电厂来满足现代大型城市的电力需求,整个电力工业正面临严峻的挑战,急于寻找解决之道。
在美国,大约有1200万个分布式发电单元,总装机容量约200GW。
这些分布式电源不需要外部电源——当地电力系统,就能独立供电。
其供电模式有多种,如与当地供电企业联合为所属设施供电,或者在用电高峰期全部承担供电任务以减少额外的电费,或在电网停电时承担全部供电任务等。
分布式发电被认为非常适合于新型结构的电力市场,它给投资者带来的主要好处有:(1)对于电力系统来说,分布式发电会提升输电和配电的容量,从而限制市场化造成的电能成本增加;(2)对于大小不同的电力用户来说,分布式发电使用本地可获得的一次燃料资源,降低了对进口的依赖。
同时,它还可以作为紧急备用电源。
此外,在与本地电网合理连接后,甚至可以认为是一种创收方式。
目前,分布式发电的容量从瓦级到兆瓦级不等。
分布式发电技术可分为仅仅生产电能的技术,如光伏发电技术,和既生产电能又生产热能的技术。
热电联产的分布式发电系统比单一的发电系统(仅仅发电的火力发电厂)整体效率高,热电联产效率可达到75%,而单一发电系统的效率为40%左右。
热电联产发电系统在一个装置中充分利用了将一次燃料转换成热能和电能的过程,因此提高了转换效率。
7.1.1分布式发电能量转换系统典型的分布式发电能量转换系统仅仅包括两个主要的转换阶段。
第一个阶段是一次燃料转换阶段,将一次燃料的内能转换为机械能,就像内燃机一样。
第二个阶段通过机电能量转换装置,例如同步发电机或感应发电机,将机械能转换成电能,这种电能是交流电形式的。
将一次燃料资源转换成电能的另外一条途径是通过化学反应或光合作用来完成,燃料电池和太阳电池是这种途径的极好例子,它产生的电能是直流电形式的。
为了把所产生的直流电能转换成与交流电源相协调的电压恒定和频率恒定的交流电能,接口电路是必需的。
接口电路通常采用将直流变为交流的电力电子逆变器,对逆变器的一个关键要求是能够产生高质量的交流电能,根据IEEE519标准,频率波动范围在1.2Hz以内,连接点上的电压总谐波畸变率(THD)小于5%。
对逆变器的一个附加要求是能够防止分布式发电单元与主电网解列(抗孤‘岛运行能力)。
所谓孤岛运行指的是一台发电机或逆变器及电网的一小部分与大型配电网的其余部分相分裂,并在带电状态下连续运行。
孤岛运行可能会引起电网安全问题或导致设备损坏,因此,如没有各部门的充分协调和计划,这是绝对不允许发生的。
对于上述两种能量转换方式,所产生的输出都必须满足主电网电压和频率标准的要求。
为了使分布式发电机与电网的配电电压水平相匹配,在接人点需要一个耦合变压器。
只有在满足安全和精确并联运行(同步)的条件下,分布式发电单元才被允许接入电网,并且受电网运行部门的调度。
通常用于为敏感负载供电的另外一种结构是使用配备有UPS单元的分布式发电(DG)系统。
UPS系统通常配有诸如电池等的储能设备以实现持续供电,同时它还能提高电能质量,降低电压浪涌、毛刺和暂升等的影响,从而减少生产损失。
DG/UPS系统可以按多种结构进行配置,以满足用户的需求并作为主电网的辅助支撑。
在上述的所有系统中,DG系统的输出最终都能与电网相连接,其连接点就是电网侧的公共连接点(PCC)。
一旦确立连接关系,主电网将对DG系统的运行和贡献负责,并且将DG系统视为其整个发电系统的一部分。
7.1.2分布式发电的机会由于以下可以预见的机会,能源投资方和电网管理方都对DG十分关注:(1) DG可以使用当地所有的可再生或者替代性复合能源作为燃料,以满足今天能源的需求。
可再生能源指的是风能和太阳能,替代性的复合能源包括以气体、固体或者液体形式存在的从废弃物或者生物质中提取的能源。
通过将使用多种燃料资源的DG系统接入电网,可以大大降低对进口石油燃料的依赖。
(2)通过将DG系统安装在紧靠新的负荷中心的地方,可以不用对既有配电网进行扩建,而能满足未来的电力增长需求。
(3)将DG系统安装在工业/商业机构自己的领地内,省去了关于土地使用以及输配电线路走廊需求的谈判,从而使后续的投资最小化。
(4)通过根据控制器的要求向电网注入功率,DG可以降低电网对间歇性负载和高峰负载的供电负担。
(5)未来的DG将具有根据需要短时地(黑起动)支持既有电网的能力,但没有投资成本。
(6) DG进入电力市场可以引发全面的能量价格竞争。
目前DG的发电价格(美元/kW.h)已经可以与传统的集中式发电系统相竞争,因为诸如燃料电池、微型燃气轮机等更加高效的能量转换系统正在不断地进步和多样化。
(7)通过DG对敏感设施单独供电,增强了配电系统对于外部威胁和隐藏的不可预测故障的抵御能力,减少了大范围停电发生的概率,从而降低了配电网的脆弱性。
(8) DG在运行方式上具有非常灵活的特性,可以运行在备用模式、孤立模式或与临近电网并网共同带负载。
对于大众来说,使用各种可替代性能源的DG是受欢迎的,它减少了化石燃料的消耗。
最后,DG的重要性主要取决于如下几个因素:与主电网的互连能力,满足间歇性负载和高峰负载的能力,经济上的可行性以及对于环境的影响,可替代性燃料的开发利用。
7.1.3分布式发电的分类、布局和规模分布式发电没有明确的分类,也没有最优的布局和规模,因为这都是因地而异的。
也许可以根据额定容量或者归属进行分类,比如是属于公用电力公司的还是属于独立发电商(IPP)的。
当然,还可以根据DG对当地电网的作用进行分类,或者根据它们的互连特性、电力电子接口以及一次燃料资源进行分类。
(1)由公用电力公司拥有并运行的DG,是按照发展战略沿配电网布置的,在特定地点和特定时间为负载供电。
DG的容量按照满足预测的电网辅助支持需求来选择。
(2)由独立发电商(IPP)拥有并运行的DG,一般布置在工业区或商业区,并紧靠负荷中心。
它们大多作为备用机组,或分担一部分负载。
其容量仅仅取决于拥有者而与公用电力公司无关。
(3) DG的额定容量可以从数瓦到数百千瓦。
小容量的DG -般用于民宅和小型工业用户,常常处于都市中。
很多小容量DG机组是采用模块化设计的,便于通过串联或并联来提高可用容量。
大容量的DG机组被设计成用于大型工业用户,通常位于工业区,主要用于提高关键时刻的供电可靠性,它与用于配电网中的DG有很大的不同。
(4) DG可以使用多种一次燃料,例如会产生污染并且正在逐渐消失的化石燃料或者清洁且可再生的非化石燃料。
DG应选用何种燃料发电,主要依据如下几点:1)是否为当地资源;2)能量转换技术是否先进;3)对环境的影响;4)投资的积极性和运行成本。
按照上述思路,即根据由一次燃料资源性质所决定的发出电能的可调度性,可以将DG分为两大类:(1)使用化石燃料的可调度DG,所输出的电能可以精确控制,并可以按照事先商定的协议进行调度。
属于这一类的DG包括燃料电池、Sterling发动机、内燃机和许多联合发电方案等。
此类DG的容量较大,单机容量从数百千瓦到数兆瓦不等。
(2)使用非化石原料的不可调度DG,其一次燃料资源是在特定地点的,并且所发出的电能是间歇性的。
并网型的光伏发电、微型水轮机和风力发电机组就属于此类。
此类模块化的DG容量较小,单机容量从数瓦到数千瓦不等。
7.2与当地电网的互连——并联运行为了成功地将DG接人当地电网,必须给出明确的并网条件[8-11]。
对于DG 接人配电网的互连系统,当前的工程做法是一旦发生非预想的扰动,就让配电网恢复到其原始结构(放射型或环型配电网),即让并联的DG机组停机。
由于大多数的配电网是由放射型馈线组成的,这种做法导致下游用户供电的中断。
因此,DG的出力受制于当地电网的需求和运行状态。
以下几节将根据使用的不同一次燃料,阐述DG接入电网的一般性问题。
7. 2.1 使用化石燃料的DG的接入问题交流电能是由同步发电机发出的,为了使DG接入当地配电网,需要使用标准的同步装置。
推荐在公共连接点(PCC)使用匹配变压器来连接DG。
只有在以下问题都得到认真关注的条件下,电网运行人员才能保证DG的接人:(1)维护人员的安全问题。
为了成功地在当地配电网和DG之间分配负载,安全规程和协调对于保证维护工作人员的安全是必须的。
对于电网工程师可以进入的DG区域,在进行维护时要求断电。
(2)潮流及其方向。
传统上,配电系统的潮流是单方向的,馈线是基于单向潮流进行保护的。
DG可以与配电网并网并以完全不同的两种模式供电。
第一种模式是备用模式,此时DG资源并未被电网充分利用,仅仅在电网电源断开时对其自身的负载进行供电。
这种情况下,与当地电网的协调是最小的。
第二种模式是与当地电网一起分担其自身的负载,当供电不足时由电网输入电力,而当供电富余时向电网输出电力。
这种情况下需要与当地电网进行高度的协调,两者之间允许潮流双向流动。
(3)输电阻塞。
先到先服务的政策。
迟到者再注入功率到输电线路将受到惩罚。
(4)是否允许孤岛运行?出于对各种安全和运行问题的考虑,有意的孤岛运行是不允许的。
当前对于DG并网的做法是,当出现非预想的扰动时,所有并网的DG机组必须停运。
(5)在不影响当地电网的稳定性和可靠性的前提下,DG的最大渗透率为多少?很多研究者得出的结论是,如果DG是按照发展战略安装的,那么25%的渗透率对电网是无害的,并且还会增强电压稳定性;但实际情况并不总是如此。
此外,关于对当地电网动态特性、总体电能质量以及配电可靠性的影响问题,还缺少数据。
(6)整个连网系统的保护和通信系统的功能和可靠性是什么?继电保护通常用于提供分区的保护,各分区之间保护是独立的,并不存在交叉的通信。
另外,并不存在用于加强连网系统的广域网络形式的实时通信,也不存在智能化传感器的通信协议标准。
7.2.2使用非化石燃料的DG的接入问题可再生能源和替代性燃料资源都可以作为DG的一次燃料资源[12]。
DG要么是可变的直流电源,要么是可变的交流电源。
对于直流型DG,需要一个静止的电力电子变流器调和模块作为接口,将直流电能转换成稳定的交流电源。
对于交流型DG,发电机的输出将随着一次能源固有的特性波动,因此也需要对输出电能进行调和。
两种类型都需要一个变流器模块对电压和频率进行监控。
无论哪种情况,。
所输出的交流电能可能不是100%正弦形的,会有谐波分量注入到当地电网中。