分布式光伏发电接入智能配电网后的系统问题

发表时间:2021/5/26   来源:《中国电业》2021年2月5期   作者:江玮
[导读] 分布式光伏发电是一种间歇性的分布式电源,而智能配电网的接入
        江玮
        国网湖北综合能源服务有限公司, 湖北 武汉 430000
        摘要:分布式光伏发电是一种间歇性的分布式电源,而智能配电网的接入,对整个电网系统的运作都产生很大的影响。就目前的电网发展而言,分布式电源合并智能配电网是当前电力行业技术研究的重点发展方向,而最主要的是怎样有效解决分布式电源分布式光伏发电接入智能配电网后造成的系统不良影响,进而推动电力企业的良好发展,还需要相关人员进行进一步的研究探讨。该文就分布式光伏发电接入智能配电网后的系统问题进行研究,以保证智能配电网运行的稳定性。
        关键词:分布式光伏发电;接入智能配电网;问题
        1 含分布式光伏电源的系统运行特点
        1.1 电能质量
如果在配电网中直接接入分布式光伏发电电源,很容易出现各类问题,进而影响电能质量的稳定性,主要表现为电压闪烁、浪涌、频率偏移、电压跌落等等。目前,为了解决此类问题会减少分布式电源的启动次数,在接入配电网的过程中,会利用逆变器,从而有效控制分布式光伏电源输出功率变化带来的影响,保障电能质量的稳定性。针对谐波问题,可以将滤波器安装在相应的母线上。此外,要对多功能逆变器的控制方式进行研究和探索,可以将有源滤波器并联到逆变器之中,对电压最大功率点进行跟踪控制,利用该控制方保障电压源逆变器输出电流的稳定性,从而解决谐波问题。电能质量监控是智能配电网建设过程中必须掌握的一项技术,需要加强对该技术的研究,并且不断完善监控体系。
        1.2 继电保护
分布式光伏发电电源接入智能配电网之后,配电网会变为多电源系统,为了确保该系统的正常运行,需要对继电保护设计进行调整,确保其设备具有方向性。目前,主要有两种可以解决该问题的方案,一种是切源方案,另一种是孤岛方案。所谓切源方案就是将分布式电源先全部断开,然后应用原有的保护措施。采用这种方式会导致速动性和可靠性随之下降,不仅要对电流故障切除进行考虑和处理,还要对时限配合进行考虑,同时在自动重合闸时间间隔内,要考虑分布式电源速断问题。总之,该方案应用的过程中需要考虑的问题较多。如果采用孤岛方案,则主要对时限配合、速断等问题进行考虑,采用分布式发电的方式,对部分分配电系统进行独立供电,如果出现故障问题,也能确保电力系统运行的稳定性和安全性,同时转变了配电网的运行方式,使其成为多个孤岛进行运行,使分布式电源供电得到了充分有效的利用,进而缩减了停电面积。
        1.3 故障处理
在配电网系统中接入分布式光伏电源后,系统不仅整体结构发生变化,运行特征也出现了明显的变化,所以不能再采用传统的故障处理方式,可靠性分析方式也需要改进和创新。实践研究表明,如果备用电源采用分布式电源,供电可靠性会有明显的提升。如果广泛电源并网运行于配电网系统中,则不利于系统可靠性的提升,甚至会带来一定的负面影响。此外,如果系统出现扰动,风分布式电源的不确定性较高,所以对可靠性有很大的影响。由此可见,不论是分布式电源的接入方式,还是运行方式,亦或是接入位置、电源特性等,都会对系统可靠性产生一定的影响,合理的接入会提升系统可靠性,反之则会对系统造成负面影响。在智能配电网高级配电运行框架下,根据分布式光伏发电系统的整体特性进行分析,主要针对安全理论、电源协调和控制方法、自愈控制框架等进行分析,通过对各类问题的分析和思考,提升分布式光伏发电接入的可靠性和科学性,为智能配电网的发展提供更多依据。
        1.4 微网动态
许多中小容量的分布式电源都可以利用微网进行管理,而微网的动态特性则会受到各个电源的影响,进而增加了微网设计的难度。在智能电网发展的过程中,分布式电源的接入种类在不断增多,且对系统的影响比较深远。微网技术是一种比较有效的电源管理手段,所以在智能电网建设的过程中,应该加强对微网动态特性、影响等方面的研究和分析。

在研究的过程中,要先对网络结构、电源分布、负荷容量、接入方式等要素进行分析,然后利用相应的数学模型进行微网模型的构建。例如,应用分布式光伏电站构建微网模型。以此为基础,对各种扰动、运行条件、控制方式等条件下的微网动态特殊性进行探索和分析。例如,如果主配电网短路故障,同时微网含有的电动机负荷较大,需要对其恒功率控制、调差控制下的网络动态特性进行研究和分析,掌握了微网动态特性才能更好的处理系统中的其他问题。
        2 分布式光伏发电接入智能配电网后的系统问题解决措施
        2.1 加强电能质量监控稳定电压
将分布式光伏发电接入配电网之后,需要对智能配电网进行严格的监控,减少配电网运行中出现的质量问题。在对智能电网进行监控时,要根据智能配电网的实际运行情况,降低分布式光伏发电电源开关的次数,接入分布式光伏发电装置时,需要采用逆变器的方式接入,采用分布式的电源,降低分布式光伏发电的输出功率,以保障智能配电系统运行的稳定性,保证配电网的电压始终在规定的范围之内,以满足人们对电能资源的需求。
在对电压进行控制时,可以采用逆变器对电压进行有效的控制,改变传统的分布式光伏发电接入方式,采用电压源接入的方式,这种接入方式可以对配电网的电压输出功率进行实时调整,对配电网的运行情况进行有效的控制,避免分布式光伏发电接入智能配电网之后出现电压限制的问题。在对电网运行质量进行监控时,要对电压进行合理的控制,保障分布式光伏发电的作用能得到充分的发挥。
        2.2 采用继电保护维持配电网系统架构和潮流稳定
接入分布式光伏发电时,可以采用继电保护的方式,这种接入可以及时发现电力系统出现的故障,并及时对故障进行有效的处理,继电保护主要对配电网的电流进行监控,当配电网运行时出现结构、电流不稳定情况时,就要及时对智能配电网中出现不稳定情况的位置进行及时的检修,这种方式可以有效提升配电网运行的质量,分布式光伏发电的接入会导致配电网潮流和结构出现不稳定的情况,一旦出现这种情况就要对分布式电源进行隔离,并及时对隔离部分电网进行检修,配电网检修对供电造成的影响非常大。要向切断配电网的电源,就要采取时限配合的方式,采用继电保护的方式接入继电保护系统,以减少分布式光伏电源出现的故障,缩小分布式光伏电源故障的范围,以保证电网供电不会出现断续的情况。
        2.3 通过输出功率预测控制输出功率
智能配电网接入分布式光伏发电之后,系统输出电流时就会出现功率不稳定的情况。因此,必须要对分布式光伏发电的功率提前预测,并对输出功率进行有效的控制,掌握分布式光伏发电运行情况,协调配电网中电流、负荷的分布,这样就能对输出功率进行控制。目前对输出功率的预测是根据配电网的实际情况,创建分布式光伏发电配电网模型,然后根据光照幅度等一系列数据,通过精确的计算,然后进行预测。这样就可以实现对分布式光伏发电接入配电网后的系统输出功率的控制,使配电网系统在输出功率稳定的情况下,提高供电质量和效率。
        2.4 优化电能调度,协调系统运行
针对分布式光伏发电接入智能配电网后对配电网系统造成的冲击问题,可以对配电网系统的电能进行优化调度,促使配电网系统协调运行。在分布式光伏发电接入智能配电网后,可以通过新的配电网系统对整体区域内的电能进行合理的调度,以满足正常供电需求,这样能够使分布式光伏发电受到光照、天气等外界因素的影响降到最低,灵活的电能调度方式,能保证配电网系统正常运行。
        3 结语
分布式光伏发电并入配电网后,直接影响着配电系统的运行质量,无法充分满足人们的生产和生活需要。对此,有必要结合实际采取有效的解决措施,合理设计配电系统,完善智能配电网供电机制,以此促进供电系统的稳定运行。
        参考文献:
[1]潘迎春.大规模分布式光伏发电对电力系统影响综述[J].信息周刊,2019(5):457.
[2]李勇.大规模分布式光伏发电对电力系统影响综述[J].建筑工程技术与设计,2018(14):3522.
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