光伏电站并网对配电网继电保护的影响探索

发表时间:2021/4/23   来源:《中国电业》2020年第34期   作者:刘少驰
[导读] 现如今,随着我国经济的快速发展,我国的资源和能源危机也在加剧,基于可再生能源的发展系统得到电力行业的重视和开发,大量的分布式发电系统接入配电网
        刘少驰
        国家电投集团东北电力有限公司抚顺热电分公司 ,辽宁省抚顺市,113008
        摘要:现如今,随着我国经济的快速发展,我国的资源和能源危机也在加剧,基于可再生能源的发展系统得到电力行业的重视和开发,大量的分布式发电系统接入配电网,其中光伏发电站依靠太阳能资源进行发电,在增加电能生产效率和质量的同时,也会造成一定的消极影响。论文对光伏电站进行了简单介绍,从继电保护方面分析了光伏电站并网对配电网的影响,并提出了相关改善策略。
        关键词:光伏电站;并网;配电网;继电保护;影响
        引言
        光伏电源并网发电以其独特的优势得到了人们越来越多的重视,比如:它能够有效降低电网的损耗,节省投资,提高系统的可靠水平等等。但是也应该注意到,光伏电源的接入,原有的配电网供电模式会被打破,形成新的供电模式,在电网发生故障时,故障点的电流会增大,相应节点的短路水平会发生改变,从而使得继电保护装置无法正常工作。现在社会逐渐在发展以新能源和可再生能源为主体的新型能源,来代替传统的能源。而可再生能源中最为有潜力而且环保的要数光伏能源了,光伏能源逐渐成为了目前世界上最为重要的新能源。
        1光伏发电站优势
        光伏发电站主要是利用光伏组件将太阳能资源转化为电力能源的一种发电系统。分布式光伏发电技术中应用到的发电机组具有良好的环境兼容性,能够在电力用户现场和附近的配电网中进行匹配安装。一般而言,光伏发电系统需要包括光伏电池板(由特殊材料制作的硅板)、电容适配器、主开关、核心逆变器、交直流变换器、蓄电池组、充电器等,在发电过程中,充电器具有MPPT功能,将光伏电池板产生的电能连接到蓄电池,同时蓄电池与电容适配器连接,对电能电容进行调控;与核心逆变器连接,确保电能与配电网的适配。光伏发电站能够与配电网或其他新能源网络进行有效调节,互为补给,不仅能够直接连接用户负载,还能够将多余电能储存运输到当地的公用电力网络中。从运行成本分析,光伏电站的规模设置较为灵活,但是应用到的配件性能要求较高,因此发电成本较高,需要加强相关技术的完善和创新,实现光伏发电平民化。
        2光伏电站并网对配电网继电保护的影响
        2.1对馈线重合闸的影响
        在根本上,大多数配电网所出现的故障现象都是瞬时性的问题。在这个角度上看,在配电网系统中采用重合闸能够有效地提升系统的稳定性,同时还能够降低电网系统维护的工作量。在单端供电的配电网结构下,对架空馈线都是用重合闸来实现瞬时故障的供电的,这样便可以很好的保护配电网的正常运行了。但随着光伏电源的引入,这个问题就不那么简单了。如果光伏电源与配电网之间的联络线在发生故障后跳开了,那么光伏电源就不会影响重合闸对配电网的保护作用。
        2.2电网规划
        智能电网是今后电网发展的方向,而光伏的消纳以及接入方式必定会对智能配电网的设计以及规划产生一定影响,从实际情况来看,光伏接入会增加配电网规划当中预测电力负荷的难度。与此同时,受到一些自然条件影响,光伏就不可向规划区提供源源不断的电力,从而让配电网接线以及配网变电站选址等问题显得复杂化。
        2.3电能质量
        由于光伏并网逆变器是对工频调制进行采用,容易形成谐波,并且还会出现谐波放大现象,不仅难以预测,而且很难治理。波动性以及随机性是光伏发电具备的特征,发电的出力变化比能够直接地影响到接入地区的波形以及电网电压,加入接入比例偏大,那么会影响到电网的频率。


        3优化光伏电站并网对配电网继电保护影响的对策
        3.1将光伏自身问题解决好
        可针对光伏对动态无功补偿装置和燃气发电机以及储能装置进行配置,这样能够使光伏的功率波动得以削弱。同时针对光伏系统采用多种调压方式。另外,可采用先进的电力电子设备,使脉宽调制频率得以提高,最大程度的避免产生低次谐波。
        3.2利用半导体材料
        分布式光伏发电站主要是利用太阳能来进行发电,在建设方面具有广泛性,安全性和可靠性,它主要通过半导体材料来进行发光接触,对太阳能的能量进行电能方面的转化,这种发电原理主要是通过生伏特效应,来进行半导体光伏接触直接转化为电能,但是转化之后与常规的火力发电和水力发电相比,光伏发电方式也有显著的不足。首先,虽然光伏发电可以在更广泛的范围内对太阳能资源进行有效的利用,没有地域的限制,但是时间的制约对于光伏发电站的稳定性具有显著影响,在夜间太阳降落之后,全世界各地区都有一半的地区无法利用太阳能来进行发电,相对于火力发电和水力发电相比,这种时间上的阶段性显著影响太阳能利用的稳定性。其次,虽然太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生资源,但是在实际运用的过程中,受到天气的影响非常显著,如果在雨雪天气、多云天气,太阳能的发电功效就会受到显著的影响,同时太阳能的发电还会受到环境的影响,如果环境当中的可污染物质过多,造成空气的能见度下降,也会影响太阳能发电的实际效果。再次,太阳能发电网站在建设的过程当中,虽然不消耗隔离原料,发电输电线路相对简单,但是采取这种就地发电的模式可能导致电能转化的效率降低,通过周期建设的方式,虽然可以显著提高电动转化的可操作性,但是相对于火力发电和水力发电相比仍然具有显著劣势。最后,在未来技术发展的过程当中,电力系统可以采用更加柔性化的接入方式分析电源特征,通过发电机的不同接入,如高变频逆变器,对于常规的配电网气垫网络进行有效保护,减少影响,提高运行的安全性与稳定性。
        3.3加强并网检测和运行评估
        在光伏电站接入配电网后,电力企业要根据相关文件积极开展配电网和光伏电网的安全检测工作,严格根据《分布式电源接入电网安全规定》,执行对光伏电站的验电和故障排除工作。在实际工作中,电力企业要加强对光伏电站主要性能的重点检测,例如低电压穿越、电网适应性、有功功率输出特性、SVC性能、电能质量等方面的检测。同时根据接入配电网的技术规定,做好光伏电站接入设备的验收和评估工作,主要从以下几个方面开展评估实验:光功率预测系统建设和预测能力、全站涉网保护定值与低电压穿越的逻辑关系和低电压穿越能力等。
        结语
        将光伏电源接入到配电网中,能够提供大量的能源支持,节省大量的化石能源,改善了电力企业的供电水平。但是同时,光伏电源的接入也对馈线继电保护造成了一定的影响,和电源的容量、接入位置以及其他方面的因素都有着密切的联系。由于相当容量的光伏电源接入到不同位置的时候,会产生差异化的效果,极可能促进对馈线的保护,拓展其保护的范围,也很可能进一步缩小该范围。在这样的前提下,电力企业员工需要采用相应的措施来保证光伏电源的接入能够加强馈线继电保护状态,比如加装方向原件就是一种有效的措施。在光伏电源测电力人员也能够设置部分低频设备,并且实行同期入网的方式,能够避免对重合闸造成不良影响。总的来说,针对于光伏电源接入配电网对馈线继电保护造成的各种影响,电力企业需要进行全面深入的探索,找到相应的解决措施,不断的进行改正和完善,使得光伏电源能够更好地为人们所利用。
        参考文献
        [1]李宽,李兴源,陈实,等.光伏并网抑制由直流输电引起的次同步振荡的可行性分析[J].电力自动化设备,2018,35(3):41-46.
        [2]薛莉,赵泉刚,胡耀聪,等.分布式光伏发电接入对配电网继电保护的影响及适应性分析[J].低碳地产,2019,2(14):187-188.
        [3]高曦莹,李广翱,扬爽,等.光伏电站并网对配电网线损率影响的研究[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2019,9(3):214-217.
        [4]孙国栋.光伏电站并网对徐州电网无功优化调节研究[J].城市建理论研究(电子版),2019,5(26):1600-1601.
       
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: