关于光伏发电接入配电网可靠性的分析胡国磊--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

关于光伏发电接入配电网可靠性的分析胡国磊

发表时间：2020/9/23 来源：《基层建设》2020年第17期作者：胡国磊

[导读] 摘要：新能源是近几年来世界各国关注的热点，能够在保证高环保的情况下，提供稳定的动力。

        甘肃中电投新能源发电有限责任公司甘肃省兰州市 730000
        摘要：新能源是近几年来世界各国关注的热点，能够在保证高环保的情况下，提供稳定的动力。光伏发电作为新能源种类之一，以太阳能为供应基础，所以，必须要对光伏发电接入配电网的可靠性进行分析，保证光伏发电在实际应用中的稳定性、实用性，为各行业生产提供动力。
        关键词：光伏发电；接入；配电网；可靠性；分析
        引言
        随着我国经济、科技的快速提高，我国的发展理念也随之更新，逐渐向高环保、高节约、低能耗转变。用户的供电可靠与调度机构的调度水平有着密不可分的联系，同样，电力可靠性管理是电力系统安全经济运行的重要保证。根据国家电网公司供电系统用户供电可靠性相关定义，供电系统状态包括供电（可用）状态和停电状态，其可靠性能够反映电力系统及其设备的运行工况以及对终端用户的用电影响，并可以从供电系统以及其设备的历史运行数据中提取出来。自动重合闸重合成功或备用电源自动投入成功，不应视为对用户停电。对于中压配电网10（20）kV系统的故障中，单相接地类的故障占比较大，根据相关文献资料，在短路故障中占比高达65%~75%之多，并且中压配电网10（20）kV供电线路通常为供配线路，那么对于电网运行人员来说，需要准确、快速判定故障设备是一种挑战。
        1低压配电网供用电的可靠性的主要影响因素
        （1）外力破坏影响低压配网。低压配电网建设中存在很多问题，大都是采用空中架线的方式，加上管理的落后，很容易受到自然因素和人为因素的影响。如大风、雷雨、大树和农作物、盖新房、建厂房等，都或多或少会对低压配网造成破坏。（2）低压配电网闪络的影响。低压配电网实际运行中，会有一些绝缘设备承受很大的工作电压，加上长期暴露，会掉落一些灰尘、塑料袋等物体，如果长期累积将导致含盐量到达一定程度，再遇上雷雨和潮湿天气，很容易引起闪络。（3）低压配电网过电压的影响。低压配电网实际运行中，很多设备会承受工频电压、内部过电压、大气过电压等，电网设施建设的问题加上恶劣天气，会严重影响电网的实际运行，造成很多安全问题。如果通过电路的电流超负荷时，会影响接地电弧，形成弧光接地过电压，造成系统性的破坏。（4）低压配电网的系统落后的影响。很多低压配电网供电会选用T-T系统，但是由于低压配电网的基础设施落后、环境复杂、用电复杂多样、供电范围大等影响，无法保证低压电力网零线和相线对地绝缘，会导致地区出现很多安全事故。如果选用T-T系统剩余电流的保护器方式，那么必须选好和装配漏电保护装置，但是实际操作中会遇到很多问题。
        2光伏发电接入配电网可靠性的分析
        2.1建立完善可靠性制度
        要建立完善的制度，管理人员在电力企业内要起到带头作用，由各个部门之间分工配合来完成，建立相应的供电可靠性管理小组，制定出配电网运行可靠性管理制度，在每个部门之间一层一层细化指标，进而形成在企业内总体的可靠性分析制度。在每个季度中，对配电网运行可靠性数据进行分析，整理归纳，作为下一季度的经验指导。在配电网运行中，做好停电计划，在线路运行负荷较大时，应适当调整运行方式，最大限度地减少停电次数，避免出现因非故障而停电。
        2.2优化配电网网架结构
        完善配电网网架，主要采取安全可靠并且经济适中的方案，不断改变以往的配电模式，优化配电网线路结构。一方面，对一些大型的机构，采用双电源或者三个电源的配件方式，以此实现紧密的环网配电线路；在配电线路设计时，要设计出合理的半径，符合要求的配件负荷。另一方面，也要设计有效的网架结构对停电事故提供转供电的功能。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        2.3单相接地故障的快速处理方式
        我们尝试进行分析不接地系统发生单相接地时的特征量，并结合电网实时监控系统的历史数据，联合电网实时监控系统厂家，开发基于新的母线小电流接地判定程序，通过3U0突变时实现对母线接地的监视，同时也能通过比较接地前后母线挂接线路电流变化的大小判定可疑接地线路，进而给出多种方式提示接地信息。程序判定出可疑接地拉路序位供用户参考，约定用户严格按照序位表进行拉路。结合EMS系统，进行功能小程序开发，基本原理为：利用基于OPEN3000系统的数据源，新建一张变电站中压配电网10（20）kV母线小电流接地监视表，在系统发生接地故障时，根据表中母线电压3U0设定的门槛值，来启动接地线路判定小程序。通过获取程序启动前后5min（5min主要考虑系统入历史库存储的数据间隔值）的电流采样的差值，作为新判据。搜索接地线路：根据给定的判据依据，一旦监测到变电站母线零序电压3U0＞启动值，启动10（20）kV接地母线上所有线路的接地电容电流计算。自动获取接地母线上所有出线线路当前时间下前、后两个电流值（因OPEN3000系统采样间隔为5min一个点入库），计算所有出线线路的ΔI值，并以柱状图形式推送出画面展示结果，供调控员接地试拉。接地相与另一正常相的电流在接地前后的变化值：电流变化量ΔI1为接地相接地后一时刻的电流与接地相接地前一时刻的电流差值；ΔI2为正常相接地后一时刻的电流与接地相接地前一时刻的电流差；然后再计算ΔI1与ΔI2的绝对值的差值，即：ΔI=|ΔI1|–|ΔI2|；差值ΔI最大的一条线路，即可判定为可疑接地线路。后将该线路写入系统实时库接地线路ID，同时触发告警产生“年月-日小时：分钟：秒**变电站**Ⅰ（Ⅱ）母线发生单相接地故障可疑接地线路为***线路”。
        2.4储能技术的应用
        太阳能作为自然界的巨大能源之一，具有极高的清洁型，可利用性极高。但是，由于地球运动，会出现昼夜交替、季节变动等自然现象，导致使用太阳能的时间受到了极大的限制，所以，如何克服太阳能的时间限制，保持太阳能的稳定持续的收集、供应，是世界各国亟需解决的问题。现阶段，光伏发电储能技术主要有四种，即蓄电池储能、超级电容器储能、飞轮储能和超导储能，上述储能技术不仅是当前保护系统可靠性的重要手段，而且也是预防配单网中出现瞬时供电中断、涌流、电压脉冲等问题的有效方法。其中蓄电池作为模块化、可靠性较高的一种储蓄技术手段，在供电负荷高、质量要求高的区域被广泛应用。常见的蓄电池有锂离子电池、液流电池、铅酸蓄电池等。超级电容器是指一种使用特殊材料制作出的多孔介质，它比普通的电容器的介电常数高，所以具有更强的容量和耐压能力，但却保持了普通电容器能量释放快的特点。经过相关的研究，人们发现将超级电容器与蓄电池并联，能够延长放点时间、降低内部损耗，有助于改善供电系统的可靠性和经济性。此外，飞轮储能和超导储能技术，在优化供电系统稳定性、可靠性上都有重要的作用。
        结语
        总之，配电网可靠性受较多因素影响，论文综合考虑了设备对配电网供电可靠性的影响，但未涉及配电网系统的薄弱环节和关键影响因素分析等。因此，项目组将在下一步研究中对配电网系统规模大小、影响配电网可靠性关键因素、以及薄弱环节环节等方面开展研究，进而提出合理措施提升配电网可靠性。
        参考文献：
        [1]蔡勖.考虑电能质量问题的分布式光伏发电接入规划方法[J].科学技术创新，2019（31）：182-183.
        [2]郭冰聪，康忠健.基于油田背景下光伏并网对配电网继电保护的影响[J].电气应用，2019，38（09）：34-40.
        [3]丁津津.高渗透率分布式光伏发电集群智能调控关键技术研究[D].安徽大学，2019.