国网河北省电力有限公司检修分公司 河北石家庄 050000
摘要:科技的进步,促进人们对能源需求的增多。随着能源问题和环境问题的突出,分布式电源的发展越来越迅速,装机容量也飞速增长,在电网中的地位越来越重要。若不改变其控制方法,它会对电力系统造成不可估量的影响。分布式光伏电源的注入,对配电网有多方面影响,包括分布式电源的并网、电压调整、谐波问题和继电保护等。本文就布式电源接入配电系统优化规划方案展开探讨。
关键词:配电系统;分布式电源;网损灵敏度;效益系数;遗传算法
引言
随着新能源并网发电的飞速发展,分布式电源(DistributedGeneration,DG)在电力系统中的应用越来越广泛。相较于传统电源,分布式电源更接近用户群体,使其可以根据用户的实际情况进行调节,节约电网建设成本,弥补集中发电的缺陷,为电力用户提供不间断供电,给电网建设带来了良好的经济效益和社会效益。同时,大规模分布式电源并入配电网,使系统电压分布和潮流走向发生了变化,增大了配电系统的复杂性和不确定性,进而影响配电网的网损情况。
1分布式电源的概述
现阶段,分布式电源在我国电力系统中的普遍应用大都是功率为10kW~30MW的小型的模块式的,这种模块式的方式有着很多的优点,主要区别于传统配电网络的优点就是可以与环境相互兼容,同时分布式的配电网络也是一个独立的电源系统。其广泛的利用主要归因于其具有调峰、节能、降低网损以及提高供电的安全可靠性等方面的优点。分布式电源也包括多种形式,其中的燃料电池、生物发电以及太阳能电池阵列这些新型的高新发电技术是其应用的主要形式,所以其是现代高科技技术的产物,更是高科技技术在实际的电力系统中的成功应用。除此之外,接入分布式电源的配电网络还有一个非常重要的优势,就是在配电网络发生故障时,分布式电源作为一个独立的电源系统就会提供故障电流,继续为系统提供电力支持。在研究分布式电源对配电网的继电保护的角度方面,仿真模型的建立是电源相互串联的电抗来示意表示的。一般其电抗值会随着分布式电源的类型的不同而异,这种电抗值在一定程度上能够表示分布式电源故障电流的输入能力.下表给出了一些不同类型的分布式电源在配电网络故障发生是输出的故障电流值。通过对故障电流的输入值的相关的计算以及分析可以判断配电网络中的故障状况,进而对配电网络的运行的状态进行判定。
2分布式电源系统发展的状况
近年来,在全球光伏政策环境的有力支持下,光伏产业的技术水平不断提升,制造成本快速下降,平价上网时代已经提前到来。分布式电源主力之一的光伏发电项目,在全球范围内呈现星火燎原之势。GW级光伏市场越来越多,新兴市场亮点频现,大力发展分布式发电技术已成为全球各国能源战略的必然选择。当前,分布式电源在有效改善能源安全、气候变化、环境污染等方面的作用愈发突出。分布式电源系统是保证我国能源可持续发展战略实施的有效途径之一,有着广阔的市场前景。
3分布式电源接入配电系统优化规划方案
3.1分布式电源接入配电网的方案
在进行方案的设计过程中同样有几点技术性的原则需要注意,例如在接入前,首先应该明确一下几点:(1)明确用户的进线开关;(2)明确并网点的位置;(3)认真的校核已经接入分布式电源的配电网的线路载流量以及变压器的容量等实际情况;()4以用户用电报装的容量为依据认真核算电网侧设备的选型。此外,还应该注意的是对于已经接入部分分布式电源的台区禁止与其它台区建立低压联络。
3.2分布式电源接入配电网的模式
(1)低压分散接入。低压分散接入是一种常见的分布式电源接入配电网模式。该种模式主要针对规模较小的电源,接入电压等级一般为380V。对于这种接入方式,分布式电源与负荷之间经过的配电环节较少,可以发挥分布式电源并网灵活、发电方式多样的优点,缺点是使配电网故障检修排查变得困难,配电系统的调度方式实现也存在一定的难度。(2)中压分散接入。与低压分散接入配电网类似,这种方式是通过容量中等的配电变压器低压侧并入配电网。它的整体稳定性和容量与低压分散接入相比会更高,投资成本也会相应增加。(3)专用线路接入。专线接入是指在分布式电源容量较大时,为了降低对电能质量的影响,会选择一种专线接入的方式提升系统的稳定性。专线接入是指分布式电源系统通过变电站中低压母线接入配电网。虽然接入容量受变电站容量的限制,但是接入电压相对稳定,适合大容量分布式电源并网。需要注意,在选择不同类型方式接入配电网时,必须满足不会越级到上一电压等级线路送电的基本原则,否则会出现稳定性下降的情况。
3.3分布式电源接入配电网过程中在并网接口/装置功能上的要求
通过对图中的不同类型的分布式的电源进行对比以及相关的分析,发现不同类型的分布式的电源的接入在进行安装以及设计的过程中其相关技术的要求会有些许的不同,例如在同步电机类型的分布式的电源中一般会要求其设计的在配电网中的开关要进行配置低周,同时高低压保护装置的安装,与此同时还会要求其在故障发生时具备故障的解列以及及时检同期合闸的相关的技术功能;在进行感应电机类型的相关的分布式的电源的并网接口以及装置功能方面的相关的要求时,同样需要注意,并网点开关的高、低压保护装置的配置方面的相关的要求以及技术要点,也需要具备电压保护跳闸以及相关的检有压合闸的相关的功能,只有这样满足这种不同部位的相关的技术要求才能保证后期配电网络中接入的分布式电源的稳定运行。
3.4分布式电源安装效益模型
为提高分布式电源对降低配电系统网损的作用效益,建立网损降低与接入分布式电源容量的函数映射关系:
.png)
(1)
式中:
.png)
表示分布式电源接入后配电系统的网损变化;
.png)
表示配电系统接入分布式电源总容量。提出分布式电源对配电系统投入效益系数
.png)
用于确定降低网损的最优分布式电源接入容量,即为该函数的变化率:
.png)
(2)
当
.png)
较大时,分布式电源接入对配电系统降低网损的效用较高,此时接入效益较高。当
.png)
低于预期时,说明分布式电源的接入效益已经无法满足接入的成本需求。预期的
.png)
值可以通过分布式电源投资成本、运维成本及环境效益等具体需求计算获得,并根据实际需求进行调整。由于式(1)的函数映射关系是通过遗传算法求出的数值映射集合,无法通过函数求导方式获取
.png)
值。分布式电源接入过程中,仅在配电系统中几个关键节点接入分布式电源,故随着分布式电源接入容量的逐步增加,对网损的降低效率也逐渐下降。在计算分布式电源安装效益时,可根据分布式电源的全接入过程计算分布式电源接入过程的平均安装效益,并以平均安装效益为依据设定最优安装效率的临界值,确定配电系统分布式电源最优安装容量。
结语
在现代电力系统中,分布式电源是其中十分重要的一个组成部分。现阶段,对于分布式电源的研究与应用已经变得越来越广泛。分布式电源接入规划方案为分布式电源并网提供了新的思路。
参考文献:
[1]杨珮鑫,张沛超.分布式电源并网保护研究综述[J].电网技术,2019,40(6):1888-1895.
[2]张 宁.分布式电源并网的影响研究[J].通信电源技术,2018,35(5):24-25.
[3]章楠凯.分布式电源接入对配电网的影响[J].价值工程,2018,37(36):223-224.
[4]卫波.分布式电源接入对配电网继电保护的影响及对策的研究[D].华北电力大学,2018.