分布式光伏電源接入對配電網保護的影響

分布式光伏電源接入對配電網保護的影摘要：分布式光伏發(fā)電具有不會對空氣造成污染、有太陽就能發(fā)電等優(yōu)點，已成為重要的可再生能源之一。但是光伏發(fā)電接入配電網后，當線路發(fā)生故障時會改變短路電流的大小及方向，從而對配電網原有繼電保護的正常運行造成影響?；诖?，本文先簡單介紹了分布式電源的概念，然后對分布式光伏電源接入對配電網保護的影響進行了探討，并提出了提升配電網保護的相關措施，以供參閱。關鍵詞：分布式；光伏；電源；接入；配電網保護；影響1分布式電源的概念分布式電源(DistributedGeneration，DG)是指一種功率在10kW到30MW的小型獨立電源模塊，能夠滿足用戶需求，如調峰、為邊緣用戶提供電力能源等。分布式電源具有能量利用率高、環(huán)境污染小、投資不大等特點，將其應用在配電網中可有效增加配電裕度，提高供電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。當前分布式電源并沒有明確的國家標準，但從現有文獻中可看出分布式電源具有幾個關鍵指標：容量小，發(fā)電單元體積不大，即插即用，性價比高；直接接入配電網；分布式電源本身難以控制，接入分布式電源后反而會增加機組的負荷；分布式電源可重復利用再生資源，環(huán)境污染小，資源利用率高；分布式電源對過電壓、閃變等會產生較大的影響；隨著電力電子技術的不斷發(fā)展，分布式電源的利用范圍將會越來越廣泛。2分布式光伏電源接入對配電網保護的影響2.1影響配電網網損分布式光伏大量的接入配電網后，因為分布式光伏電源具有一定的間歇性及隨機性，故而會對配電網網損產生一定的影響。對此問題，應根據實際配電網絡，科學合理的利用軟件進行仿真操作，找出分布式光伏電源接入配電網后對配電網損耗的變化規(guī)律，有針對性的采取有效措施解決問題，積極改變配電網中的各類運行參數，盡可能的減小對配電網網損的影響。2.2影響供電網的安全可靠性傳統(tǒng)配電網中評價供電可靠性的指標有系統(tǒng)平均斷電頻率、系統(tǒng)平均斷電持續(xù)時間、平均供電可用率以及平均停電不可用率等指標。傳統(tǒng)指標顯然不能科學反應分布式光伏電源對供電系統(tǒng)的安全性、可靠性影響，需要研究新的分布式光伏發(fā)電評價指標。另外，分布式光伏電源被大量接入后，一定程度上會形成孤島效應，孤島內負荷發(fā)生變化，會讓其更具隨機性。就整個系統(tǒng)而言，不同故障形成的孤島數量也是不斷變化的，其會影響到供電網供電的安全可靠性。分布式光伏大量接入配電網之后，要不斷完善評價體系，科學合理的評價分布式光伏的安全可靠性指標。面對孤島內負荷變化比較大的問題，要及時根據負荷變化情況改變計劃孤島，盡量協(xié)調各個孤單的供電能力，保障供電網的安全可靠性。2.3影響配電網的供電質量分布式光伏大量的接入配電網，對配電網的供電質量有一定的影響。主要影響有如下幾個方面。首先，影響電壓分布。傳統(tǒng)的配電網主要是呈輻射狀形式發(fā)展的，其根據基本電路理論，電壓會沿著饋線潮流方向不斷降低，但分布式光伏大量的接入之后，基本電路的潮流流向會發(fā)生一定的改變，饋線上的功率方向又有一定的不穩(wěn)定性，會造成某些負荷點的電壓超出上限值，進而對電壓分布造成影響。其次，是造成電壓波動和閃變。分布式光伏的出力很容易受到天氣變化的影響，一般出力波動比較大，很容易造成局部配電線路的電壓波動及閃變問題，且由于出力具有隨機性，所以如果分布式光伏電源被大量的接入配電網，而且不進行有效控制的話，會引發(fā)系統(tǒng)頻率偏移，影響供電的穩(wěn)定性及供電質量。為有效應對上述情況，在分布式光伏大量接入配電網的過程中，需要采用調壓措施及時有效的解決問題，要重視把分布式光伏自身的出力特點，將其積極引入到系統(tǒng)調壓環(huán)節(jié)中，盡可能的保證配電網的供電質量。2.4影響自動重合閘2.4.1分布式電源增強了故障點電弧的持續(xù)性如果接有分布式電源的線路發(fā)生瞬時性故障，系統(tǒng)側斷路器要在保護作用下跳閘并啟動重合閘功能，若分布式電源在故障后沒能及時脫離線路，而是繼續(xù)向故障點輸送電流并導致故障點的電弧持續(xù)，會導致自動重合閘重合失敗。2.4.2分布式電源導致重合閘非同期合閘接入有分布式電源的線路發(fā)生瞬時性故障，系統(tǒng)電源側斷路器在保護作用下跳閘，若分布式電源沒有從電網中解列，而是形成一個電力孤島或微電網繼續(xù)運行。由于電力孤島與電網不能保持同步，此時非同期重合閘會對電網造成很大的沖擊，這種情況是不允許發(fā)生的。因此自動重合閘必須具備檢同期或自動同期功能。3提升配電網保護的相關措施3.1優(yōu)化儲能元件荷電狀態(tài)以光伏發(fā)電系統(tǒng)運行能力為基礎，全面提升其運行品質，將其運行的穩(wěn)定性、抗干擾能力作為切入點，采取的有效措施為：保障電壓取值的規(guī)范性，加強電壓運行的連續(xù)性，對電壓開展有效的控制措施。如若電容器運行電壓較小，可采取充電方案，提升電壓補充效果；如若運行電壓較高，應有效釋放電能，防止其超出標準范圍。為此，借助恒功率原理，加強充電、放電的運行有效性，提升電容器能量自控效果。3.2提升配電網調度的協(xié)調性配電網在實際接受調度指令時，將會采取指令響應措施，對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)予以聯(lián)動，針對逆變器運行期間產生的輸出功率，實施調度指令的執(zhí)行程序。然而，在此期間，調度指令的執(zhí)行程序，含有不穩(wěn)定性、漸發(fā)性等特點，對光伏列陣運行的功率參數產生威脅，由此形成功率不匹配問題，降低調度指令運行效果，進而影響光伏電池能夠輸出功率的最大值。對此問題，可以以超級電容器為基礎，加強儲能裝置運行問題的解決，提升配電網調度指令執(zhí)行的系統(tǒng)協(xié)調性。3.3多元智能技術應用的設想嘗試著將多種現代化智能技術運用到含分布式光伏電源的配網系統(tǒng)運維檢修中，以此全面提升配網系統(tǒng)的智能化檢修水平。具體可以借助電子傳感器、光纖傳感器、數字通信技術等來動態(tài)監(jiān)測、檢查各類設備的工作狀態(tài)、運行模式，各類設備是否健康運行。充分依托快速通信網絡系統(tǒng)，把狀態(tài)數據傳輸至不同控制層，形成智能控制層，遵照最科學的控制理論、算法等形成控制信息，再將相關信息返回至各類設備。電網設備運檢智能化應滲透到各個階段，例如系統(tǒng)規(guī)劃、設計、建設、運維、調度等，同時，也要充分利用以下多種技術，例如物聯(lián)網技術、大數據技術、多源頭信息互動的智能化狀態(tài)評估技術等。3.4運用先進的配電網保護方法運用更為完善的配電網保護方法來應對分布式電源接入帶來的影響。隨著分布式電源接入的實踐應用越來越多，采用傳統(tǒng)的配電保護也可能帶來一定的安全隱患。引入通信技術、差動技術、方向元件等方式來實現配電網的保護，不僅可以促進分布式電源的廣泛應用，還將有助于擴大故障隔離范圍，形成故障隔離，提高配電網保護的效率和質量。4結束語分布式光伏電源接入配電網之后，會影響配電網網損、自動重合閘、供電質量以及安全可靠性，因此需要采取優(yōu)化儲能元件荷電狀態(tài)、提升配電網調度的協(xié)調性、多元智能技術應用的設想以及運用先進的配電網保護方法等措施提升配電網保護系統(tǒng)的有效性，促進分布式光伏電源在配電網中的進一步發(fā)展。參考文獻靳勇.淺析分布式電源接入對配電網繼電保護