探讨分布式光伏发电对配电网供电电压的影响

发表时间:2021/3/25   来源:《中国电业》2021年1期   作者:车鸣1刘艳芳2
[导读] 为了应对社会经济与生态环境对清洁能源的需求,分布式光伏发电在国内完整的工业体系和光伏发电技术进步的条件下迅速发展
        车鸣1刘艳芳2
        1.国网山东省电力公司临邑县供电公司  山东德州   251500  2.临邑县第二职业高级中学  山东德州  251500
        摘要:为了应对社会经济与生态环境对清洁能源的需求,分布式光伏发电在国内完整的工业体系和光伏发电技术进步的条件下迅速发展,成为可再生能源产业发展的重点突破方向。分布式光伏发电不仅有利于配电网结构的优化,而且还有利于提升电能质量和稳定性。因此,文章提出要充分借助分布式发电的自身技术优势,充分认识到太阳能间歇性、随机性的发电特点,科学分析分布式光伏发电对配电网供电电压的影响。
        关键词:分布式光伏发电;配电网;供电电压
        在社会生产力的快速发展过程中,人们生产生活对能源的需求越来越大,而传统能源面临日益枯竭的问题,以风能、地热能、太阳能等绿色能源发电逐步受到人民群众的关注,新能源具备清洁、污染较小的优势,新能源的广泛应用有利于社会环境的可持续性发展。我国是世界范围内太阳能较为丰富的国家之一,这一定程度上说明光伏发电在我国有着非常光明的发展前景,在我国政府的大力推进下,分布式光伏发电模式快速发展,并且引发了社会各界的热切关注。而分布式光伏发电对配电网供电电压的影响是多方面的,分布式光伏作为电源接入配电网会对原配电网的电压分布有很大影响,而且不同程度上减小了系统电源侧提供的电流,本文对分布式光伏发电对配电网供电电压的影响展开了相关的研究分析。
1. 分布式光伏发电概述
        从基本模式角度出发,光伏发电可以将其分为输电侧并网以及配电侧并网两种,输电侧并网主要应用于较大规模的发电站,将其中的电能集中并入电网,之后接受电网的统一调配;配电侧并网其发电规模小,发电设备产生的电能就近接入配电网,电能会直接被消耗。分布式光伏发电主要是指配电侧并网发电,该模式在实际的应用中简单灵活,应用范围广泛,不需要过于复杂的维护,能够充分利用休闲区域以及屋顶等区域进行设备的建设和设计,不需要消耗过多的土地资源,在生态环境方面的影响非常小。 配电侧并网不存在有过于复杂的接入要求,其产生的电能主要供应本地负荷,不存在有输电线路电能传输等损耗,电能利用效率有显著的提高。
2. 分布式光伏发电的特点
        分布式光伏发电具备经济性特征。分布式光伏发电的装机规模比较小,其一次性投资较之大型发电站,建设周期比较短,而且其投资风险很低,所以系统加入程序比较简单,成本比较低,而且在我国政府有关政策的大力支持和补贴下,应用分布式光伏发电有着非常高的投资回报率和环保特征。分布式光伏发电主要是取用太阳能资源,其在发电过程中污染物排放非常少,而且不会损耗其它形式的能源,属于环境友好型的发电系统,有利于生态环境的保护和建设多样性发展。分布式光伏发电一般利用建筑一体化及建筑物附加的建设形式进行建设,其可以根据建筑物的实际情况充分利用建筑物屋顶、空地等灵活多样的建设安装形式,有利于节省土地资源,并且有利于提升应用的多样性及适应性,有利于分布式光伏发电技术的应用推广。
3. 分布式光伏发电对配电网供电电压的影响
3.1在稳态电压分布方面的影响
        以往配电网稳态运行情况下,电压顺着馈线潮流方向逐渐下降,电压的分布很大程度上受到潮流分布影响。当负荷消耗功率或者电源注入功率出现变化之后, 各个节点的稳态电液也会相应的出现变化,电压将会有闪变以及波动出现。分布式光伏发电本身在启动、停止以及输出功率波动情况下,都会很大程度上影响到配电网供电电压质量。分布式光伏发电在发电量方面稳定性较差,对于日照以及温度有非常大的需求,容易有频繁启动情况出现。虽然根据相关规定,分布式光伏发电不能直接参与配电网电压调节,但是当分布式光伏发电接入配电网之后, 必然会使馈线传输功率的方向发生变化,最终导致节点稳态电压分布受到影响。


        单个分布式光伏发电在接入配电网之后,可以使馈线各个节点电压水平得到一定的提高,其中局部电压最高点可能为 POC 点。自馈线前端至馈线末端,各个节点电压可能会逐渐下降,也可能先升高再降低,还有可能先降低再升高,除逐渐下降外,POC 点为最高局部电压点。
3.2影响供电网的安全可靠性
        传统配电网中评价供电可靠性的指标有系统平均断电频率、系统平均断电持续时间、平均供电可用率以及平均停电不可用率等指标,传统指标可能不能科学反应分布式光伏电源对供电系统的安全性、可靠性影响,所以需要研究新的分布式光伏发电评价指标。另外,分布式光伏电源被大量接入后,一定程度上会形成孤单效应,孤单内负荷发生变化,会让其更具随机性,就整个系统而言,不同故障形成的孤岛数量也是不断变化的,其会影响供电网供电的安全可靠性。分布式光伏大量接入配电网之后,要不断完善评价体系,科学合理的评价分布式光伏的安全可靠性指标。面对孤岛内负荷变化比较大的问题,要及时根据负荷变化情况改变计划孤岛,尽量协调各个孤单的供电能力,保障供电网的安全可靠性。
3.3影响配电网安全运行
        安全平稳的运行是对配电网最基础性的要求,因为光伏电源逆变器自身具备反孤岛功能,所以分布式光伏电源大量接入配电网之后,会改编配电系统的潮流功率方向,让原来带有方向的继电保护设备没有办法正常运行,造成在故障发生过程中,对配电网的安全运行造成很大的影响。要重视研究分析分布式光伏电源的特点,并根据其特点采取有效措施对分布式光伏电源接入技术防线,提高配电网运行的安全性。
3.4影响配电网供电电压质量
        在不接入分布式光伏发电的情况下,配电网电压顺着馈线潮流方向逐渐下降。因此,传统的配电网电压分布主要是受到潮流分布影响较大。分布式光伏发电接入后,负荷消耗功率或者电源注入功率会产生相应的变化。配电网电压因为因此可能会有闪变以及波动问题。特别是,分布式光伏发电本身在启动、停止以及输出功率波动情况下,都会很大程度上影响到配电网供电电压质量。分布式光伏发电在发电量方面稳定性较差,对于日照以及温度有非常大的需求,容易有频繁启动情况出现。
3.5影响配电网的调度
        就目前分布式光伏电源自动化发展实际情况来看,其自动化水平不高,而且电压频率调节的能力存在很大的问题,而且分布式光伏的重要特征之一就是不可调度,需要加入一定的储能设备,才能实现对其的有效控制。另外,由于分布式光伏电源的投资者非常多,投资者投资力度存在一定的差异,所以并网方式存在很大的区别,不利于配电网后期的监督管理。所以,对价格不一样且大量接入的分布式光伏电源,要重视在满足各种约束条件下,对其运行状况进行科学合理的调度。
3.6影响多重节点下的特定负荷搭配方式
        在不同时段的电压路径下,多重节点需通过特定负荷进行搭配。在网络架构实际运行中,电源功率应设定为 0,若引入实际因素,则需将节点负荷、等值阻抗一并考虑在内。注入功率时,若从开始到后期的节点在光伏电压构架下进行,会发生电压缩减现象,导致线路损耗增加,并使电力企业成本增加。
4.结束语
        分布式光伏发电对我国社会经济发展有重要的影响,其大范围的推广应用有利于缓解我国传统能源枯竭的压力。由于其属于清洁能源,大范围的应用还有利于生态环境的保护,所以要重视分布式光伏发电技术的研究,并重视分布式光伏发电对配电网供电电压影响的研究,进而提高分布式光伏发电应用水平,使分布式光伏发电功率充分消纳的同时,配电网能够安全稳定运行。
参考文献
[1]冯尚庆.浅析分布式光伏发电对配电网供电电压分布的影响研究 [J].商品与质量,2017(002):278-279.
[4]翟文杰,李建泉,吴小云,等.分布式光伏发电对配电网供电电压的影响研究[J].大功率变流技术,2013,36(4):43-47.
[3]毛彦力,朴在林,胡博,等.分布式光伏发电并网对配电网电压分布影响的研究[J].中国农机化学报,2015,36(6):244~247.
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