鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2549次 | 2019年01月22日
分布式光伏大量接入對配電網(wǎng)的影響
隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展,能源及環(huán)境問題日益引起全社會的關(guān)注,可再生能源的開發(fā)與利用顯得越來越迫切。太陽能光伏發(fā)電作為一種可持續(xù)的能源替代方式,于近年得到迅速的發(fā)展,并在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用,這其中,分布式光伏應(yīng)用最為廣泛。我國分布式光伏發(fā)電發(fā)展非常迅猛,但是在將分布式光伏電源大量接入配電網(wǎng)的時候,由于其間隙性、隨機(jī)性的特點(diǎn),對配電網(wǎng)系統(tǒng)會產(chǎn)生一定的不利影響。本篇文章主要針對分布式光伏大量接入對配電網(wǎng)的影響進(jìn)行簡要分析。
引言:分布式光伏發(fā)電作為新興的能源利用方式之一,在我國及世界范圍內(nèi)得到了廣泛的認(rèn)可與應(yīng)用,其不僅具有商業(yè)開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性,而且能夠帶來社會與環(huán)境效益,具有良好的發(fā)展?jié)摿Αk娏ο到y(tǒng)中加入了大量分布式光伏電源,對系統(tǒng)的安全、運(yùn)行等方面提出了更高的要求,這就需要電力系統(tǒng)相關(guān)人員對分布式光伏電源大量接入配電網(wǎng)的影響進(jìn)行分析和研究,并運(yùn)用研究結(jié)果,將分布式光伏電源接入配電網(wǎng)的影響控制在最低限度,提高配電網(wǎng)對大規(guī)模分布式光伏電源的接納能力和消納能力。
一、分布式光伏大量接入配電網(wǎng)產(chǎn)生的問題
(一)對配電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響
1.電壓
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
分布式光伏大量接入配電網(wǎng)對電壓質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在兩方面:一是電壓分布;二是電壓波動和閃變。對于電壓分布來說,傳統(tǒng)的配電網(wǎng)一般呈輻射狀,根據(jù)基本電路理論,電壓將沿饋線潮流方向逐漸降低。分布式光伏大量接入后,潮流流向?qū)l(fā)生改變,饋線上功率方向存在很大的不確定性,若接入容量接近該電壓等級允許最大建議接入容量(一般400V為200kW,10kV為10MW)時,會對局部電壓升高造成較大影響,為保證電網(wǎng)電壓正常運(yùn)行,需要嚴(yán)格監(jiān)控光伏電站的功率因素。
2.諧波
諧波污染問題是分布式光伏大量接入配電網(wǎng)后一個不可忽視的問題。光伏陣列通過逆變器將產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡豢杀苊獾貢a(chǎn)生諧波。當(dāng)分布式光伏電源大量接入時,諧波源的數(shù)量會顯著增加,在電網(wǎng)中可能會產(chǎn)生高次諧波的功率諧振。
(二)對配電網(wǎng)供電可靠性的影響
就傳統(tǒng)配電系統(tǒng)而言,系統(tǒng)可靠性指標(biāo)主要有:系統(tǒng)平均斷電頻率(SAIFI);系統(tǒng)平均斷電持續(xù)時間(SAIDI);用戶平均斷電持續(xù)時間(CAIDI);平均供電可用率(ASAI);平均停電不可用率(ASUI)等。這些傳統(tǒng)指標(biāo)可能不能合理反應(yīng)分布式光伏電源對系統(tǒng)可靠性的影響,需要研究新的可靠性指標(biāo)。除了評價體系的不完善,對配電網(wǎng)供電可靠性影響較大的還有孤島效應(yīng)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
(三)對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響
當(dāng)分布式光伏電源大量接入配電網(wǎng)時,由于其出力具有隨機(jī)性和間歇性,必然會對配電網(wǎng)網(wǎng)損產(chǎn)生影響。研究表明,分布式光伏電源大量接入配電網(wǎng)后網(wǎng)損的變化情況,不僅影響配電網(wǎng)的技術(shù)指標(biāo),而且還會影響配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo),因此它將會是今后的重點(diǎn)研究課題。
(四)對配電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響
我國的配電網(wǎng)最為基礎(chǔ)的工作條件就是安全運(yùn)行。不在計劃中的孤島問題若不能夠得到有效的解決和預(yù)防,就會對配電網(wǎng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生不利影響,嚴(yán)重的還會對相關(guān)的工作人員生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生威脅。但是依據(jù)具體的研究報告顯示出,因?yàn)楣夥娫茨孀兤鞅旧砭蛶в蟹垂聧u的功能,當(dāng)大量分布式光伏電源接入配電網(wǎng)中時,在很大程度上保護(hù)了工作人員,避免其發(fā)生觸電事故。因?yàn)樵谂潆娋W(wǎng)中接入大量的分布式光伏電源,就對電力系統(tǒng)中的潮流功率方向造成了轉(zhuǎn)變,這就會造成原先有明確方向的繼電保護(hù)設(shè)施不能夠良好的運(yùn)行,如果電力系統(tǒng)發(fā)生故障的話,繼電保護(hù)設(shè)備就不能夠有效的對電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù),對其安全性有著嚴(yán)重影響。
二、分布式光伏電源接入對配電網(wǎng)電壓水平及網(wǎng)損的仿真分析
(一)仿真算例
本文基于IEEE34節(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)配電系統(tǒng),仿真分析了分布式光伏電源接入對配電網(wǎng)電壓分布及網(wǎng)損的影響。其配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。對分布式光伏電源采用恒功率模型,接入節(jié)點(diǎn)按PQ節(jié)點(diǎn)處理。
(二)對電壓水平的影響
首先,假設(shè)該配電系統(tǒng)中光伏的滲透率為定值,分析分布式光伏電源接入不同位置時對配電網(wǎng)電壓水平的影響,本文在饋線首端、中間位置及末端分別選取1個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行仿真分析。圖2為滲透率為80%時分別在節(jié)點(diǎn)5,節(jié)點(diǎn)10,節(jié)點(diǎn)18時的電壓分布曲線,其中原始電壓曲線為無分布式光伏電源接入時的電壓分布。由于延饋線的電壓逐步降低,在饋線末端的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓經(jīng)常處于不良狀態(tài),接近安全運(yùn)行下限閾值,負(fù)荷高峰期極有可能越限。當(dāng)各個電源的總出力相等時,其接入位置對線路的電壓分布影響較大。節(jié)點(diǎn)18的電壓分布由于接近電壓上限,顯然沒有節(jié)點(diǎn)10的電壓分布合理,造成兩者差別的原因在于:18節(jié)點(diǎn)處分布式電源的接入位置離線路末端更近,此時分布式電源對電壓的支撐效果可能會使得節(jié)點(diǎn)電壓高于系統(tǒng)額定電壓,隨著分布式電源容量的增大,其對電壓的支撐效果越明顯,從而使節(jié)點(diǎn)電壓越高于額定電壓,極端情況下甚至?xí)^送端母線電壓。如果末節(jié)點(diǎn)的分布式發(fā)電退出運(yùn)行,則線路末端的電壓變化幅度將過大。
基于上述分析,不難得出如下結(jié)論:
1.從線路電壓分布角度來看,分布式電源與系統(tǒng)母線距離越近,對線路電壓影響越小;距離越遠(yuǎn),影響越大。
2.若分布式電源從系統(tǒng)末端結(jié)點(diǎn)接入系統(tǒng),不利于減小電壓變化率,應(yīng)在線路中間偏末端的一定區(qū)域內(nèi)接入系統(tǒng)。
結(jié)語:
隨著我國可再生能源發(fā)展規(guī)劃和國家支持光伏發(fā)電并網(wǎng)政策的不斷出臺,越來越多的分布式光伏發(fā)電接入配電網(wǎng),為地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)。分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電的同時,對配電網(wǎng)的安全運(yùn)行等影響不斷增加,因此,研究分布式光伏電源大量接入配電網(wǎng)中的影響有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。相關(guān)部門還應(yīng)該依照研究的結(jié)果對其采取相應(yīng)的措施,使分布式光伏發(fā)電功率充分消納的同時,配電網(wǎng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。