分布式发电对并网对配电网影响研究
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分布式电源接入对配电网的影响摘要:改革后,随着社会经济的不断提升,人们生活水平提高。
如今,电力能源已然成为世界发展中最重要的能源之一,世界各国大力发展经济,电力需求进一步增大。
分布式能源的出现为解决这一棘手问题带来了新的希望,同时可再生清洁能源的综合利用更加符合现代化建设中的环保要求。
其中,光伏发电单元是现在研究者关心的热点问题,其并网过程中可能对配网的电能质量带来较大的影响,所以研究光伏并网对其配网本身电压分布情况的影响具有重要的实际应用意义。
关键词:分布式光伏电源;配电网;电气参数引言随着全球经济的迅猛发展,人们对电能的需求愈来愈大,分布式电源也逐渐受到了电力行业的重视。
分布式电源具有清洁、方便调度等优点,得到了广泛应用。
但是由于光伏、风机等分布式电源受自然环境的影响较大,因此当其接入配电网后,会使配电网内部产生一定的变化:一方面,分布式电源调度灵活,在一定程度上提高了电网的可靠性;另一方面,风机、光伏等分布式电源的出力具有随机性及波动性,不稳定的出力可能会对配电网的可靠性产生不利影响。
综上,本文介绍了分布式电源的类型,阐述了前推回代潮流计算法的计算原理,最后通过算例分析了分布式电源功率及接入位置对配电网电压的影响。
1分布式电源接入对配电网的影响1.1对电网规划的影响长期以来,火力发电、水力发电都占据我国能源电力的主体地位,对于电网的规划与运行一直都是围绕二者展开。
分布式新能源大规模接入并网后,会明显增大配电网的节点数目,若仍采用原有的电网规划模式,配电网难以进行负荷预测,规划结果容易出现较大误差或无法得到最优网络布置方案。
此外,分布式电源接入了大量不同规模的企业发电机组,这些企业的中期和远景规划的较大差异也会导致配电网整体长期规划更加困难。
还需注意的是,分布式新能源大规模接入并网后,将会造成电网电路变化,如果规划不合理,则容易引发故障。
1.2系统运行方式对配电网电压的影响固定光伏电源的容量和接入位置,仅考虑不同运行方式下光伏发电单元对配电网的影响。
浅析分布式电源接入对配电网的影响张超武发布时间:2021-11-02T02:45:06.443Z 来源:《基层建设》2021年第19期作者:张超武[导读] 一般而言,分布式电源直接接入配电系统,380V或10kV配电系统,接入电网或采用独立运行国网福建省电力有限公司上杭县供电公司福建龙岩 364200摘要:一般而言,分布式电源直接接入配电系统,380V或10kV配电系统,接入电网或采用独立运行。
分布式发电的接入将对配电网的供电经济性、节点电压、潮流、短路电流和网络供电可靠性产生影响。
这也对规划设计提出了新的要求。
关键词:分布式电源;配电网;影响1、对配电网继电保护的影响分布式发电接入配电系统后,对配电系统继电保护的影响主要表现在以下几个方面:(1)可能导致原继电保护装置的灵敏度降低或拒动。
分布式发电产生的故障电流会降低流经馈线继电器的电流,使速断保护无法启动,导致故障无法及时排除。
(2)可能造成配电系统继电保护误动作。
相邻馈线的故障可能导致分布式电源所在线路保护的故障。
(3)改变配电网的故障等级。
分布式电源数量和类型的差异会增加或减少配电网的故障等级。
大容量分布式电源会引起故障电流的较大变化。
(4)异步合闸会扩大意外停电的范围。
如果分布式电源在故障跳闸后不停止运行或从电网中移除,由此产生的非同步重合闸将导致继电保护装置误动作,扩大意外停电的范围。
《DistributedGenerationonProtectiveDeviceCoordinationinDistributionSystem的影响》指出,在包含分布式电源的配电网中,分布式电源的具体位置和容量将密切影响保护装置的协调和控制方式。
2、对配电网规划的影响传统配电网规划的主要任务是根据规划期内网络空间负荷预测结果和现网基本情况,确定最优的系统建设方案。
在满足负荷增长和供电安全可靠的前提下,配电系统的建设和运行成本极低。
然而,分布式发电的接入,使配电网规划突破了传统方式,对配电网规划产生了深远的影响。
分布式电源对配电网继电保护的影响研究摘要:分布式电源作为一种高效、可靠、经济的发电方式,近年来得到了国内外的广泛关注。
分布式电源的快速发展给传统的电力系统注入了新的活力,同时也带来了新的挑战。
多数的配电网尤其是农村配电网其结构为单电源、放射状,配电网的继电保护是以此结构为基础设计运行的。
分布式电源的接入使配电网的结构发生了很大的变化,配电网的潮流分布和短路电流分布也将随之改变,因而也将影响配电网继电保护装置的正常运行。
关键词:分布式电源;配电网;继电保护;并网保护;准入容量;1dg 的定义分布式电源本身并不是一种全新的形式,我国早期的小火电、小热电以及在重要的行业和场所,用户为了增强供电的可靠性自己安装的电源设备都属于分布式电源。
尽管如此,学术界对 dg 的定义仍然存在争议。
国际大电网委员会(cigre)把dg 定义为:最大容量为 50~100mw、通常联接于配电网络并且不受统一调度和控制的发电机组。
根据这一定义,接入输电系统的含上百台风电机组的大规模风电场就不在 dg 之列。
ieee 定义的 dg 是小容量的、可以在电力系统任意位置并网的发电机。
另外还有很多学者对 dg 给出了自己的定义。
dg 的定义很多,总体而言主要基于两个标准:容量和并网的电压等级。
对 dg 的额定容量,ieee、epri 和 cigre 等国际组织都曾撰写过报告对其进行说明,但是三者之间没有取得一致意见,如 ieee定义的 dg 容量范围≤10mw,epri 定义的 dg 容量范围在几 kw~50mw 之间,cigre 给出的 dg 容量范围≤50~100mw[7]。
从 dg 并网的电压等级考虑,国际上大多数学者认为 dg 包括联接到配电系统和安装在负荷附近联接到输电系统的发电机组。
2 dg 的种类和特点在不同的研究领域,dg 有不同的分类方式。
一般可以根据 dg 的技术类型、所使用的一次能源和电力系统的接口技术进行分类。
分布式能源发电对电网的影响及面临的问题分析摘要:随着社会经济的不断发展,人们生活水平的提高,人们对电能的需求不断增加,在我国东部地区,可再生能源发展较快,风能发电与光伏发电等在电网中比例不断增加,但由于这些可再生能源的应用受到自然因素的影响较大,为实现供电的可靠性与稳定性带来了很大困难。
分布式能源发电,能够有效降低环境污染,提高能源利用率,是未来发电的主要形式。
在本文中,主要对分布式能源发电对电网的影响及其发展所面临的问题进行研究与分析。
关键字:分布式能源发电电网影响问题Abstract: with the continuous development of social economy,the improvement of people’s living standard, people’s increasingdemand for electricity, in the eastern region of China, the rapid development of renewable energy, wind power and photovoltaic power generation in the power increase, but because of the influence of these renewable energy applications by naturalfactors larger, brought it is very difficult to realize the reliability and stability of power supply. Distributed energy generation, can effectively reduce the environment pollution, improving energy utilization rate, is the main form of the future generation. In this paper, through research and Analysis on the main influence on the distributed energy generation on the grid and the problems.Keywords: energy generation grid impact problems in distributed中图分类号:F426.61文献标识码:A一、分布式能源发电概述分布式能源发电,主要包括燃料电池发电,微型燃气轮机发电、太阳能光伏发电、风力发电、海洋能发电、生物质能发电等。
分布式电源接入对配电网继电保护的影响及对策的研究摘要:分布式电源具有灵活性、环保性、经济性、就地平衡等多种特点,具有良好的市场前景。
分布式电源接入配电网之后改变了电网内的电源分布,使原有用户侧的无源网络转变为有源网络,因此会对电网的继电保护方面会产生明显冲击,这种冲击会影响原有电网的继电保护设置以及相关设备配置。
为了消纳分布式电源使其进一步推动电网发展,电网公司需采取一系列措施以适应分布式电源的接入。
经过分析得出分布式电源的接入会对下游接口的保护产生很大的影响,本文会通过一些仿真的结构来证明识别保护区内部外部故障,就减少对电流保护的影响,尤其是要减少分布式电源的接入。
我们通过仿真实验验证了距离保护来弥补电流保护的不足,准确的识别保护区的故障,且活动的计算精准度较高,尽量的消除保护的影响。
关键词:分布式电源保护配电网当前的现代化社会出现的环境危机主要体现在能源危机和生态环境问题,将国内外发达国家中,将能源结构调整,把分布电源视为重要的能源之一。
分布式电源是一种非常具有发展前景的环保型多利用能源技术,分布式电源在发电的过程中无污染,是可再生能源的一种,与传统发电过程不同的是传统发电过程产生温室气体,对环境造成污染,通过燃烧不可再生资源来获取发电功能。
在用户居住附近建设分布式发电装置,可一定程度实现发电负荷就地平衡,降低由于远距离运输产生的损耗,提升了电网运行经济性。
传统的电力运输是通过的高压输电线路、变电设备将集中大型的发电设备生产的电能量经过远距离传输和分配,逐步送到用户家中,一旦有某个环节出现问题就会影响整个系统的运输电力的功能。
由此可见,在工业发展的进程当中,分布式电源系统发展的前景是客观有效的。
一、现阶段存在的问题以及解决方案我国现有资源状况分布不均匀,我国土地辽阔但资源总量丰富,但是人口众多,所以人均总量较少,近年工业发展为了经济发展而导致的环境污染,但大部分工业都是高能耗产业,污染环境状况严重,为了改变目前状况,需加强新能源、清洁能源的研发。
分布式发电对并网对配电网影响研究
发表时间:
2014-12-17T10:48:54.030Z 来源:《科学与技术》2014年第10期下供稿 作者: 郑伟
[导读] DG技术是伴随着新能源特别是可再生能源技术的发展而兴起的一门新技术,本文介绍了DG技术、DG并网后对配电网的影响以及
DG的研发重点和应用前景
郑伟 广东电网有限责任公司云浮供电局 527300
摘 要:简要介绍了分布式发电(DG)的概念,分析几种主要的分布式发电技术,分析了分布式发电并网后对电能质量、继电保护、配电网
可靠性、配电网规划、实时监控和电网调度、孤岛运行问题等方面的影响研究。
关键词:分布式发电;技术;并网;配电网
1.DG的概念和意义
1.1 概念
DG技术正处在发展阶段,目前尚未对DG有统一的定义。一般认为,DG是指为满足终端用户的特殊需求,接在用户侧附近的小型发电
系统。分布式电源(
distributed resource ,DR )是指DG 与储能装置( energy storage ,ES )的联合系统,其规模一般较小,通常为几十
千瓦至几十兆瓦,所用的能源包括风能、太阳能、小水电、天然气、生物质能等清洁能源或可再生能源;而
ES主要为蓄电池,也有超级电
容器或采用飞轮储能等。此外,为了提高能源的利用效率,并降低成本,可采用冷、热、电联供方式或热电联产的方式。
2. DG技术
2.1 风力发电技术
风力发电技术是利用风力带动风车叶片旋转,再通过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。由于自然界的风速是极不稳定
的,风力发电机的输出功率也极不稳定。风力发电机一般由风轮、发电机、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组
成。风轮是集风装置,其作用是把流动空气具有的动能转变为机械能。风力发电机中调向器的功能是使风轮随时迎着风向,从而最大限度
地获取风能。一般来说,风力发电机是利用尾翼来控制风轮的迎风方向的。限速安全机构是用来保证风力发电机的运行安全,其设置可使
风轮的转速在一定的风速范围内基本保持不变。
2.2 生物质发电技术
生物质能发电系统是以生物质能为能源的发电工程的总称,包括沼气发电、柴薪发电、秸秆发电、工业有机废料和垃圾焚烧发电等,
这类发电的规模和特点都受生物质能资源的制约。生物质能发电的优点有:生物质是可再生的,其能源资源不会枯竭;垃圾、有机废弃物
会对环境造成污染,大量农作物秸秆焚烧会污染环境,若将其用于发电,则可变废为宝;生物质资源比较分散,能源密度低因此生物质发
电的装机容量一般较小,比较适合作为小规模
DG。
2.3 光伏发电技术
光伏发电技术是一种将太阳光辐射能通过光伏效应,经光伏电池直接转换为电能的发电技术,它向负荷直接提供直流电或经逆变器将
直流转换成交流输出。光伏发电系统除了其核心部件光伏电池、电池组件、光伏阵列外,还有能量变换、能量储存以及控制与保护等环
节,其结构如图1所示。光伏发电不需要燃料,环境友好,无转动器件,维护简单,维护费用低,由模块组成,可根据需要构成及扩大规
模,其应用非常广泛,如太空航空器、微波中继站、城市屋顶光伏发电等。由于光伏发电系统的建设成本较高,其发电效率也有待提高,
影响了光伏发电技术的大范围应用。
图1 光伏发电系统示意图
2.4 分布式储能技术
当DG以独立或孤岛方式运行时,储能系统是必不可少的,因此伴随着DG 技术的发展和应用,电能存储技术和设备也正在受到越来越
多的关注。分布式储能技术主要包括蓄电池、飞轮储能、超级电容器、超导磁储能、相变储能等,另外,还有利用电加热蓄热砖或蓄热水
的蓄热储能,以及制冰及冷水的蓄冷储能。
3. DG并网对配电网的影响
3.1 对电能质量的影响
DG对电能的影响主要包括:
a)电压波动与闪变。由于DG的启动和停运与用户需求、政策法规、电力市场、气候条件等众多因素有关,因此,其投入与退出具有
不确定性,这就使配电网的电压常常发生波动。
DG的频繁投退会使配电网线路上的潮流发生较大变化,从而加大电压调整的难度。同时,
若大型
DG的启动、输出短时剧变,DG和反馈环节的电压控制设备相互作用都会直接或间接引起电压闪变。
b)谐波污染和直流注入。DG采用大量电力电子技术和设备,因此将给系统带来大量谐波,对电网造成谐波污染。另外,若DG无隔
离变压器而与配电网直接相连,则有可能向配电系统注入直流,使变压器和电磁元件出现磁饱和现象。
c)对系统稳态电压的影响。集中供电模式下的配电网一般呈辐射状,稳态运行时电压沿馈线潮流方向逐渐降低。接入DG后,由于馈
线上的传输功率减少且
DG输出无功的支持,导致一些负荷节点的电压被抬高甚至超标。
3.2 对继电保护的影响
DG并网将导致采用传统辐射状供电模式的配电网发生根本性变化,潮流不再单向地从变电站母线流向用户负荷,配电网各种保护定值
与机理也将随之发生变化。
DG并网对继电保护的影响主要有以下几个方面:
a)引起继电保护误动作。传统的配电网末端一般无电源,不会产生转移电流,因而控制开关的继电器亦不具有方向性。当其他并联
分支故障时,会引起安装有
DG分支上的继电器误动,造成该无故障分支失去配电网的主电源。
b)使重合闸不成功。若配电网继电保护装置重合闸功能已投入,当配电网故障时,DG的切除时间必须早于重合闸,否则将引起电弧
重燃,导致重合闸不成功。
c)缩小保护区。当有DG功率注入配电网时,会使继电器原来的保护区缩小,导致保护拒动。
3.3 对配电网可靠性的影响
DG并网对配电网供电可靠性的影响有两方面,其中不利影响是:大电网停电时,由于燃料中断或辅机电源失电,部分DG会同时停
运,降低了供电可靠性;
DG 并网时若继电保护配合不好,易引起继电保护误动,反而会降低供电可靠性;DG的安装地点、容量和连接方
式不适当会降低配电网的供电可靠性。有利影响是:
DG可消除或减少输配电网的过负荷和堵塞,增加输配电网的输电裕度,提高系统可靠
性;合理安装
DG可缓解电压降,增强系统对电压的调节性能,提高系统的可靠性;特殊设计的DG可在大力输配电系统发生故障时继续保
持运行,从而提高系统的可靠性。
3.4 对配电网规划的影响
传统配电网规划主要是在满足负荷增长和安全可靠供电的前提下,根据规划期间网络中空间负荷预测的结果和现有网络的基本状况来
确定最优的系统规划方案。但由于
DG并网具有不确定性,使配电网规划变得较为困难,主要表现为:DG的接入会影响系统的负荷增长模
式,使原有配电系统的负荷预测和规划面临更大的不确定性,影响后期的系统规划;在配电网规划中,通常假定在规划期间规划区域内的
电网负荷将逐年增加,因此会在规划中新建变电站,但由于
DG的出现和并网,导致难以寻找最优的网络布置方案,不能得到科学的规划结
果。
3.5 对实时监控和电网调度的影响
传统配电系统的实时监控和调度是由电网统一执行的。传统配电网的受端是1个无源的辐射状电网,其信息采集、开关操作、配电调
度等相对比较简单,但
DG并网将使此过程复杂化,不利于调度员的正确决策,增加了监控与调度的难度。同时,由于DG并网需要增加一
些信息量,而这些信息是监视信息还是控制信息或执行主体,均需要通过具体的
DG并网协议来最终确定。
3.6 孤岛运行问题
孤岛运行是DG需要解决的一个极为重要的问题。通常情况下,DG的保护继电器在执行自身的功能时,并不接受来自外部与之所联系
统的信息。假如配电网断路器已经断开,但
DG的继电器未能监测到该情况,仍然向部分馈线供电,最终将对系统或人员安全造成伤害,所
以孤岛的监测尤为重要。另外,当配电网的断路器重合时,
DG的发电机仍然联网,会因异步重合带来的冲击导致原动机损坏。这样,DG
的存在将使配电网的运行策略发生变化,采用瞬时重合闸的配电网不得不延长重合闸的间隔时间,以保证
DG有足够的时间监测到孤岛状
态,并将其与配
电网系统解列。
3.7 其他方面的影响
大量DG并网后,除了会对配电系统有上述影响外,还会造成短路电流超标、铁磁谐振、变压器接地等,从而影响配电网效益。
4.结束语
DG技术是伴随着新能源特别是可再生能源技术的发展而兴起的一门新技术,本文介绍了DG技术、DG并网后对配电网的影响以及DG
的研发重点和应用前景。
DG作为一种具有竞争力的新型发电方式,在未来的电力系统中将占有越来越重要的地位,其在我国有着广泛的应
用前景,但是该技术目前尚不成熟,仍有许多待研究和解决的问题。大量
DG的接入必将给传统的末端无电源的辐射状配电系统带来巨大的
挑战,因此,必须对
DG接入配电系统带来的影响进行分析与研究并提出相应的解决措施,以尽可能减小DG并网所产生的负面影响,发挥
其积极的作用。