池文龙
内蒙古电力(集团)有限责任公司乌兰察布电业局 内蒙古自治区乌兰察布 012000
摘要:随着科技的进步,电网结构越来越完善,新建骨架修建成本高、占地面积大等缺点逐渐体现出来,而分布式电源的出现刚好解决了电网无法满足大量负荷用电需求的问题,分布式新能源发电以其节能环保、运用灵活的特点,替代了大量的化石燃料,得到了广泛的应用。光伏、风电等的新能源发电与传统化石燃料发电相比有很大的区别,新能源发电有不确定性和波动性的特点,一旦大量分布式电源接入大电网,会使得分布式电源的渗透率增高,对并网的大电网造成很大的冲击。本文就对分布式电源并网对配电网的影响进行分析和研讨。
关键词:分布式电源并网;配电网;影响
1分布式电源的理论概述
随着当前电力行业对于环境保护、节能减排、新能源等方面加大了重视,分布式电源发电技术也随之引起了人们的重视。分布式电源在运用上的占比在慢慢扩大,而在该领域的应用扩展也成为炙手可热的话题。分布式电源的发电技术运用的发电形式主要有风力、太阳能、内燃机等相关的新能源发电,经常被使用在固定的场所。由于该技术发电形式的特殊,如若全面实施,则对配电网络带来了全新挑战。在分布式电源的使用过程中,配电网络的作用是将使用的用户与相关电源对接,是改变传统网络对接的一种新型方式。这种改变方式将会在一定程度上影响配电网的使用运行能力和整体结构布置,所以分析该情况下的影响具有重要的研究价值。
2分布式电源的优点
2.1节约电能,降低能源消耗
分布式电源在距离上离用电负荷的相关区域较近,而且在发电方式上拥有较多的方法,所以可以在传统的发电方式上有效节约电能,降低能源的大量消耗。按照焦尔的相关电能定律可以知道,增加电压能降低电能的消耗量。因此,在进行电能输送进程中,可以通过加大电压或者减小电压完成和控制电能消耗。同时,如果直接进行电压的加大或者减小,由于变压器的作用,会产生浪费电能源的现象。分布式电源进行电能配送,能够将电能的利用实现阶梯级效果,降低电能输送过程中的能源消耗,达到节约电能的作用,符合当代可持续发展的理念。
2.2降低对空气的污染,实现绿色环保
在分布式电源中,发电的原材料大部分使用的是风能、太阳能等新型原料,能极大程度地降低煤炭原料带来的环境污染,推进绿色电源的加速发展,确保人类生活的环境质量。此外,分布式电源在配电过程中主要以低压方式输送配电,是一种较好的控制电磁污染的方法。
2.3电能质量有明显提升
分布式电源的主要优势在于拥有传统配电系统没有的低电压稳定系统。这对电能质量提升效果明显,大大提高了用电的稳定性。在规模布置上,分布式电源布置较小,所以它的搭建周期相对较短,在出现不可避免的问题时,能够按时整体调节配电系统,从而保障电能的质量。
3分布式电源并网对配电网的影响
3.1分布式电源的并网连接对配电网分布规划的影响
分布式电源与配电网进行对接,极大地影响了原有结构的复杂性,使得电能供应方面的依靠性、灵活度难度增大,进而影响整个电网的运转效率。
针对电网分布规划,分布式电源对接配电网将面临如下影响:
(1)由于在分布式电源输送过程中需要接入配电网的相关线路,工程的实施将会对原有电路的稳定程度造成影响,进而加大对应电路的电网分布格局的删选难度;
(2)分布式电源的接入还存在一定的不确定因素,一定层次上会使电网规划对于系统能够承担的电能负荷不能拥有一个明确的推断;
(3)分布式电源接入增大了电网的管理难度和电网运营问题。分布式电源接入带动电网的整个系统模式的转变,极大地影响了用电的稳定性能和安全性能。电网为了降低这一影响,增加了对应的设备数量,而这样的举措加大了电网公司设备的运营成本和管理难度。
(4)将分布式电源与配电网对接,在一些因素的影响下会对输送电源设施设备的容量造成困扰,使得一些电能设备处于闲置的情况,造成电网公司投入成本较大且难以收回的现象。
3.2分布式电源接入将影响电能的质量
3.2.1电压波动
电压波动会降低电网的安全性和经济性,而分布式电源的有功功率变化直接决定并网点电压的波动。一方面,由于分布式电源具有接近用户、便利用户的特点,用户可控制其运行与停止。分布式电源的无规律控制启停会造成电网功率发生波动,进而引起电压波动。另一方面,由于分布式电源利用不同资源优势就近发电,不同类型的分布式电源则具有不同的特性,从而对电网的电压波动产生不同的影响。对于可再生能源发电系统,如太阳能光伏电池板、风电机组发电等,外界自然能源的输入具有不定性,影响分布式电源的输出功率;对于输入能量基本恒定的发电系统,如燃料电池、柴油发电机组等,输出必须满足一定的需要,因此分布式电源输出功率的变化也受系统供能需求变化的影响。
3.2.2电压偏差
分布式电源并网导致电网的电压相较于系统额定电压的偏差变大,会损害各种电气设备,扰乱电网的稳定运行环境。因此,并网带来的电压偏差问题值得深入探讨研究。配电网在稳定运行的情况下,功率、电压参数随着电网的结构逐级变化。分布式电源并网后,由于在负荷侧增加了电源,电网不再是单电源供电系统,使得原来电网中电源的供电要求相应降低,减小了电网中的传输功率,节点电压升高。另外,分布式电源会提供无功功率,同样支持线路负荷节点电压的升高。因此,一些负荷节点会产生电压偏差的问题。
3.2.3谐波问题
谐波不仅干扰各种电子和通信类设备的运行,还会使电网中元件产生额外的损耗,降低电网设备的使用效率,造成测量设备失准等危害。分布式电源并网与传统电网相比,谐波问题更严重。首先,分布式电源本身是谐波源,因分布式电源数量多、类型广,相当于多种谐波源,相应产生多种不同的谐波。其次,分布式电源的运行过程中需要应用一些电力电子设备,也会产生相应的谐波分量。分布式电源作为新能源接入传统电网,需使用具有更高频率开关的换流器,增加了谐波本身特性方面的复杂程度,更容易引发电网中的谐波问题。最后,分布式电源并入电网产生的谐波使电网参数发生变化,使得电网参数不断波动。
3.3分布式电源对接并网对继电器的影响
在电路问题中,有两种故障问题出现的形式,分别为短路故障和断路故障。由于电路中电流流入过大,会造成短路现象,严重则会毁坏设备或者引发火灾。继电器的对应保护装置是避免此类事故发生的重要设备。但是,实际中发现,分布式电源并网会对该保护装置产生某种程度的影响。由于分布式电源的接入会使输送电源的路线问题发生与原先不一样的变化,增加了继电器保护装置的不确定因素,对保护设备的保护灵敏度和保护范围造成影响,进而使得电线线路的复杂程度加深。可见,分布式电源的接入在一定程度上会影响继电器保护的精准性和确定性。
结语
将分布式电源与配电网进行对接,可以更改传统的电能输送方式,具有较大的发展情景,是未来电网的发展趋势。与原先的电源相比,分布式电源具有环保节能等诸多优势。若将现代化智能信息技术融入到分布式电源,对一些不好的因素加以控制,使影响降到最小,那么将分布式电源对接到配电网中的研究将是一个具有无限可能的领域,是未来持续关注的重要方向,是符合现代化发展的一项重要技术。
参考文献
[1]沈鑫,曹敏.分布式电源并网对于配电网的影响研究[J].电工技术学报,2015,30(S1):346-351.
[2]何昌奇,邵龙,高杨,卢佳.分布式电源并网后对电压分布影响的研究[J].中国电力,2014,47(05):88-91+106.
[3]鲍薇,胡学浩,何国庆,李光辉.分布式电源并网标准研究[J].电网技术,2012,36(11):46-52.