分布式電源要怎麼去應對呢?看過來
發布時間:2015-10-07 責任編輯:sherry
【導讀】近jin年nian來lai,對dui分fen布bu式shi電dian源yuan應ying用yong與yu消xiao納na的de關guan注zhu越yue來lai越yue高gao,分fen布bu式shi電dian源yuan對dui配pei電dian網wang的de影ying響xiang,分fen析xi鼠shu籠long異yi步bu發fa電dian機ji和he雙shuang饋kui異yi步bu發fa電dian機ji的de短duan路lu電dian流liu特te性xing,研yan究jiu光guang伏fu發fa電dian係xi統tong的de動dong態tai仿fang真zhen模mo型xing,論lun述shu光guang伏fu發fa電dian係xi統tong的de並bing網wang逆ni變bian器qi結jie構gou及ji其qi控kong製zhi策ce略lve,研yan究jiu光guang伏fu逆ni變bian器qi附fu加jia電dian能neng質zhi量liang控kong製zhi的de方fang法fa,以yi及ji變bian流liu器qi型xing分fen布bu式shi電dian源yuan和he電dian機ji型xing分fen布bu式shi電dian源yuan的de短duan路lu電dian流liu特te性xing和he對dui配pei電dian網wang故gu障zhang處chu理li的de影ying響xiang。
shangshuchengguodadatigaoleduifenbushidianyuanjierupeidianwangdeyingxiangderenshishuiping,danshiduiyutigaopeidianwangduifenbushidianyuandexiaonanenglideyanjiu,dadoujizhongzaijiezhutongxinwangluodexietiaokongzhifangshi,erduiyubuyilaitongxinshouduandexiaonafangshideyanjiushangxianbuzu。ciwai,zaitaiyangnengliyongfangmian,youbiyaojiangfenbushiwudingguangfufadianyuyijingguangfanyingyongdejiatingtaiyangnengreshuiqijinxingduibifenxi,tansuozaixianyoujishushuipingxiaruhegenghaodiliyongtaiyangnengdadaojienengjianpaidemude。
1、分布式電源接入配電網的影響
一般認為分布式電源接入配電網後,會對繼電保護、配電自動化故障處理和電壓質量等方麵產生影響。
1.1、對繼電保護的影響
分布式電源可分為電機並網型和逆變器並網型兩類,電機並網型分布式電源所能提供的短路電流一般不超過其額定容量的10倍,逆變器並網型分布式電源所能提供的短路電流一般不超過其額定容量的1.5倍。
饋線發生相間短路故障時,來自主網的短路電流、同母線其他饋線上分布式電源提供的短路電流以及故障所在饋線上分布式電源提供的短路電流都將流向故障點。為了維持10kVmuxiandianyawending,peidianwangdexitongduanlurongliangyibandouyuanyuandayukuixianshangfenbushidianyuanderongliang,yincilaizizhuwangdeduanludianliuyibanyuanyuandayufenbushidianyuantigongdeduanludianliu,rongyishixianzhuwangcejidianbaohupeihe,erfenbushidianyuancezexuyaotongguofangudaocuoshi(如低電壓脫網)與故障區域解除聯係。
1.2、對配電自動化故障處理的影響
饋線發生相間短路故障時,來自主網的短路電流、同(tong)母(mu)線(xian)其(qi)他(ta)饋(kui)線(xian)上(shang)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)提(ti)供(gong)的(de)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)以(yi)及(ji)故(gu)障(zhang)所(suo)在(zai)饋(kui)線(xian)上(shang)故(gu)障(zhang)上(shang)遊(you)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)提(ti)供(gong)的(de)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)都(dou)將(jiang)流(liu)向(xiang)故(gu)障(zhang)區(qu)域(yu)的(de)上(shang)遊(you)入(ru)點(dian),而(er)故(gu)障(zhang)區(qu)域(yu)的(de)下(xia)遊(you)出(chu)點(dian)也(ye)會(hui)流(liu)過(guo)饋(kui)線(xian)上(shang)故(gu)障(zhang)下(xia)遊(you)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)提(ti)供(gong)的(de)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)。一(yi)般(ban)認(ren)為(wei)若(ruo)流(liu)過(guo)故(gu)障(zhang)區(qu)域(yu)的(de)下(xia)遊(you)出(chu)點(dian)的(de)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)接(jie)近(jin)流(liu)過(guo)故(gu)障(zhang)區(qu)域(yu)的(de)上(shang)遊(you)入(ru)點(dian)的(de)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu),則(ze)會(hui)破(po)壞(huai)配(pei)電(dian)自(zi)動(dong)化(hua)故(gu)障(zhang)定(ding)位(wei)策(ce)略(lve)。但(dan)是(shi),正(zheng)如(ru)上(shang)節(jie)所(suo)述(shu),來(lai)自(zi)主(zhu)網(wang)的(de)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)一(yi)般(ban)遠(yuan)遠(yuan)大(da)於(yu)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)提(ti)供(gong)的(de)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu),而(er)且(qie)同(tong)母(mu)線(xian)其(qi)他(ta)饋(kui)線(xian)上(shang)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)提(ti)供(gong)的(de)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)還(hai)會(hui)助(zhu)增(zeng)流(liu)過(guo)故(gu)障(zhang)區(qu)域(yu)的(de)上(shang)遊(you)入(ru)點(dian)的(de)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu),也(ye)即(ji)流(liu)過(guo)故(gu)障(zhang)區(qu)域(yu)的(de)上(shang)遊(you)入(ru)點(dian)的(de)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)會(hui)遠(yuan)遠(yuan)大(da)於(yu)流(liu)過(guo)故(gu)障(zhang)區(qu)域(yu)的(de)下(xia)遊(you)出(chu)點(dian)的(de)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu),很(hen)容(rong)易(yi)設(she)置(zhi)一(yi)個(ge)定(ding)值(zhi)將(jiang)它(ta)們(men)區(qu)分(fen)開(kai)來(lai),因(yin)此(ci)一(yi)般(ban)不(bu)會(hui)對(dui)傳(chuan)統(tong)配(pei)電(dian)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)故(gu)障(zhang)定(ding)位(wei)產(chan)生(sheng)影(ying)響(xiang),換(huan)言(yan)之(zhi),已(yi)經(jing)建(jian)成(cheng)的(de)配(pei)電(dian)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)並(bing)不(bu)需(xu)要(yao)因(yin)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)大(da)規(gui)模(mo)接(jie)入(ru)而(er)推(tui)倒(dao)重(zhong)來(lai)。
1.3、對電壓質量的影響
分布式電源的接入對饋線的電壓具有抬升作用,而且對於出力受自然因素影響的分布式電源(如光伏、風電等),由(you)於(yu)其(qi)波(bo)動(dong)性(xing)還(hai)會(hui)產(chan)生(sheng)電(dian)壓(ya)波(bo)動(dong),並(bing)且(qie)對(dui)其(qi)接(jie)入(ru)點(dian)的(de)電(dian)壓(ya)抬(tai)升(sheng)作(zuo)用(yong)和(he)電(dian)壓(ya)波(bo)動(dong)作(zuo)用(yong)最(zui)大(da)。對(dui)於(yu)接(jie)入(ru)多(duo)台(tai)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)的(de)饋(kui)線(xian),其(qi)沿(yan)線(xian)電(dian)壓(ya)分(fen)布(bu)就(jiu)如(ru)同(tong)在(zai)各(ge)個(ge)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)處(chu)分(fen)別(bie)由(you)一(yi)個(ge)小(xiao)棍(gun)頂(ding)著(zhe)一(yi)般(ban),在(zai)各(ge)個(ge)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)的(de)接(jie)入(ru)點(dian)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)個(ge)電(dian)壓(ya)極(ji)值(zhi)點(dian),見(jian)圖(tu)1。圖中,S為該饋線的變電站出線斷路器,A、B和C為分段開關,DG為分布式電源,曲線縱軸U代表沿線電壓。

圖1 一條含分布式電源饋線沿線的電壓分布
考(kao)慮(lv)到(dao)饋(kui)線(xian)的(de)單(dan)位(wei)長(chang)度(du)阻(zu)抗(kang)較(jiao)大(da),因(yin)此(ci)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)的(de)接(jie)入(ru)對(dui)電(dian)壓(ya)偏(pian)差(cha)和(he)電(dian)壓(ya)波(bo)動(dong)的(de)影(ying)響(xiang)比(bi)較(jiao)明(ming)顯(xian),是(shi)製(zhi)約(yue)配(pei)電(dian)網(wang)對(dui)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)消(xiao)納(na)能(neng)力(li)的(de)關(guan)鍵(jian)因(yin)素(su)。
2、配電網對分布式電源的消納能力
製約配電網對分布式電源消納能力的關鍵是分布式電源接入後產生的電壓偏差和電壓波動,而並非其對繼電保護、配電自動化故障處理等的影響。
2.1、對分布式電源的3種控製策略
zaifenbushidianyuanjierurongliangbushihendadeqingkuangxia,jishibuduiqicaiqurenhekongzhicuoshi,peidianwangyeyoubijiaoqiangdexiaonanengli,zhezhongxiaonafangshi,chengweiziyouxiaonafangshi。
在(zai)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)接(jie)入(ru)容(rong)量(liang)超(chao)出(chu)自(zi)由(you)消(xiao)納(na)能(neng)力(li)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),首(shou)先(xian)可(ke)以(yi)考(kao)慮(lv)在(zai)較(jiao)大(da)容(rong)量(liang)的(de)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)中(zhong)駐(zhu)入(ru)本(ben)地(di)控(kong)製(zhi)策(ce)略(lve),而(er)不(bu)必(bi)借(jie)助(zhu)通(tong)信(xin)網(wang)絡(luo)和(he)協(xie)調(tiao)控(kong)製(zhi),而(er)僅(jin)僅(jin)根(gen)據(ju)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)本(ben)地(di)采(cai)集(ji)到(dao)的(de)接(jie)入(ru)點(dian)實(shi)時(shi)電(dian)壓(ya)信(xin)息(xi),對(dui)其(qi)輸(shu)出(chu)的(de)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)或(huo)有(you)功(gong)功(gong)率(lv)進(jin)行(xing)本(ben)地(di)調(tiao)節(jie),以(yi)滿(man)足(zu)輕(qing)載(zai)或(huo)重(zhong)載(zai)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)電(dian)壓(ya)偏(pian)差(cha)不(bu)致(zhi)越(yue)限(xian)的(de)要(yao)求(qiu),這(zhe)種(zhong)消(xiao)納(na)方(fang)式(shi),稱(cheng)為(wei)本(ben)地(di)控(kong)製(zhi)消(xiao)納(na)方(fang)式(shi)。在(zai)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)接(jie)入(ru)容(rong)量(liang)超(chao)出(chu)本(ben)地(di)控(kong)製(zhi)消(xiao)納(na)能(neng)力(li)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),不(bu)得(de)已(yi)而(er)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)借(jie)助(zhu)通(tong)信(xin)網(wang)絡(luo),對(dui)若(ruo)幹(gan)大(da)容(rong)量(liang)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)甚(shen)至(zhi)可(ke)控(kong)負(fu)荷(he)進(jin)行(xing)協(xie)調(tiao)控(kong)製(zhi),以(yi)滿(man)足(zu)電(dian)壓(ya)約(yue)束(shu)條(tiao)件(jian),這(zhe)種(zhong)消(xiao)納(na)方(fang)式(shi),稱(cheng)為(wei)協(xie)調(tiao)控(kong)製(zhi)消(xiao)納(na)方(fang)式(shi)。
在zai實shi際ji應ying用yong中zhong,應ying優you先xian采cai用yong自zi由you消xiao納na方fang式shi,在zai其qi不bu能neng全quan麵mian滿man足zu要yao求qiu時shi宜yi采cai用yong本ben地di控kong製zhi消xiao納na方fang式shi,自zi由you消xiao納na方fang式shi和he本ben地di控kong製zhi消xiao納na方fang式shi的de消xiao納na能neng力li很hen強qiang,應ying該gai可ke以yi解jie決jue絕jue大da多duo數shu問wen題ti,實shi在zai不bu得de已yi才cai采cai用yong協xie調tiao控kong製zhi消xiao納na方fang式shi,因yin為wei協xie調tiao控kong製zhi消xiao納na方fang式shi依yi賴lai通tong信xin通tong道dao,使shi配pei電dian網wang變bian得de比bi較jiao脆cui弱ruo。
由於協調控製消納方式已有大量文獻報道,本文不再贅述,而僅對自由消納方式和本地控製消納方式進行論述。
2.2、自由消納方式下的消納能力
研究分析表明,做好分布式電源接入規劃(如根據分布式電源容量的不同恰當選擇接入電壓等),盡量做到“大馬拉小車”,則即使不對分布式電源采取任何控製措施,配電網也有比較強的消納能力。
在不對分布式電源采取任何控製措施的條件下,分布式電源可接入容量必須同時滿足3個約束條件(即(ji)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)接(jie)入(ru)配(pei)電(dian)網(wang)引(yin)起(qi)的(de)最(zui)大(da)電(dian)壓(ya)上(shang)偏(pian)差(cha)值(zhi)與(yu)最(zui)大(da)電(dian)壓(ya)波(bo)動(dong)值(zhi)不(bu)越(yue)限(xian),以(yi)及(ji)無(wu)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)接(jie)入(ru)配(pei)電(dian)網(wang)時(shi)單(dan)純(chun)由(you)負(fu)載(zai)引(yin)起(qi)的(de)最(zui)大(da)電(dian)壓(ya)下(xia)偏(pian)差(cha)值(zhi)不(bu)越(yue)限(xian)),這3條曲線共同圍成的陰影部分區域就是不對分布式電源采取任何控製措施的條件下分布式電源的可接入容量範圍[11],見圖2。圖中,PDG和PL分別表示分布式電源的容量和負荷功率。

圖2 分布式電源允許接入的容量範圍
例如,對於一條負荷功率沿饋線遞增分布、分布式光伏電源容量沿饋線均勻分布的饋線,采用YJV-120型電纜,在容載比為75%的情況下,分布式光伏電源的允許接入容量範圍如圖3中陰影區域所示。圖中,PPV表示分布式電源的容量。由圖可見,即使不對分布式電源進行控製,饋線對其的消納能力也很大。

圖3 分布式光伏電源允許接入的容量範圍
2.3、本地控製消納方式
kuixianyanxiandianyazaigegefenbushidianyuandejierudianxingchengyigegedianyajizhidian,yincizhiyaocaiqubendikongzhicelve,shizhexiejizhidiandedianyamanzudianyayueshu,zeyibankeshizhengtiaokuixiandedianyamanzudianyayueshuyaoqiu,zhejiushibendikongzhixiaonafangshijuyoukexingxingdelilunyiju。
由you於yu調tiao節jie無wu功gong功gong率lv對dui電dian壓ya幅fu值zhi的de調tiao節jie效xiao果guo比bi較jiao明ming顯xian,而er且qie為wei了le充chong分fen利li用yong自zi然ran資zi源yuan提ti供gong有you功gong功gong率lv和he保bao護hu分fen布bu式shi電dian源yuan業ye主zhu的de利li益yi,本ben地di控kong製zhi宜yi在zai保bao證zheng有you功gong功gong率lv的de前qian提ti下xia,在zai剩sheng餘yu容rong量liang允yun許xu的de範fan圍wei內nei以yi調tiao節jie分fen布bu式shi電dian源yuan的de無wu功gong功gong率lv為wei優you先xian,在zai無wu功gong功gong率lv調tiao節jie到dao剩sheng餘yu容rong量liang極ji限xian還hai不bu能neng解jie決jue電dian壓ya偏pian差cha問wen題ti的de情qing況kuang下xia(或該分布式電源隻能提供有功功率),再對分布式電源的有功功率進行調節。
本地控製策略可以采用模糊控製方法,在電壓越限時,根據實時電壓信息進行反複調節,直至滿足電壓約束要求為止(注意,隻要滿足允許的電壓偏差範圍即可,而不可追求接近額定電壓)。
值(zhi)得(de)一(yi)提(ti)的(de)是(shi),對(dui)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)進(jin)行(xing)本(ben)地(di)控(kong)製(zhi),不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)配(pei)電(dian)網(wang)對(dui)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)的(de)消(xiao)納(na)能(neng)力(li),而(er)且(qie)可(ke)以(yi)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)所(suo)具(ju)有(you)的(de)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)需(xu)要(yao)發(fa)出(chu)感(gan)性(xing)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)或(huo)容(rong)性(xing)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)、bingqiekeyilianxutiaojiewugonggonglvshuchudetedian,shixianpeidianwangwugongdianyakongzhi,jiejuedidianyaheguodianyawenti,youyushiliyongbianliuqideshengyurongliangtigongsuoxudewugonggonglv,yinciyibanbuyingxiangziranziyuandeliyongheyougonggonglvshuchu。
3、太陽能熱水器與城市家庭分布式屋頂光伏比較
光伏發電並非是完美的“綠色能源”,因為光伏電池的製備既是高汙染又是高耗能產業,在中國產能嚴重過剩。
太陽能熱水器早已在我國廣泛應用,對於1台太陽能熱水器,按照容量60L、每天將水溫從20℃升高到80℃計算,每天轉化的熱能正好對應 3600kWs,即1kWh(1度電)的能量,將其折合為電能,並考慮到80%的轉換效率,則一天可節省電能約1.3度。而一台太陽能熱水器的可利用麵積大約為1m2,按照現在的技術水平裝設100W容量的光伏電池,每天的利用小時數按照3h計算,一天才能發出300Wh,即0.3kWh(0.3度電)電能。
kejian,zaiduitaiyangnengdeliyongfangmian,taiyangnengreshuiqiyuanbiguangfufadianxiaolvgao。lingwai,youyudianreshuiqishijuminjiatingdezhuyaofuhezhiyi,caiyongtaiyangnengreshuiqihoudejienengxiaoguoshihuibijiaomingxiande;而(er)且(qie)對(dui)於(yu)城(cheng)市(shi)家(jia)庭(ting)而(er)言(yan),其(qi)居(ju)所(suo)大(da)多(duo)為(wei)高(gao)層(ceng)樓(lou)宇(yu),每(mei)戶(hu)擁(yong)有(you)的(de)樓(lou)頂(ding)麵(mian)積(ji)非(fei)常(chang)有(you)限(xian),安(an)裝(zhuang)光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)設(she)施(shi)遠(yuan)不(bu)如(ru)安(an)裝(zhuang)太(tai)陽(yang)能(neng)熱(re)水(shui)器(qi),並(bing)且(qie)在(zai)支(zhi)撐(cheng)夜(ye)間(jian)用(yong)電(dian)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)還(hai)需(xu)要(yao)配(pei)套(tao)儲(chu)能(neng)裝(zhuang)置(zhi),使(shi)其(qi)更(geng)加(jia)不(bu)經(jing)濟(ji)[12]。
yinci,dangqianjishushuipingxia,duiyuchengshijiatingeryan,taiyangnengreshuiqikeyidengxiaoweiyigexunitaiyangnengfadianchang,duiyujienengjianpaikeyifahuichugengjiajijidezuoyong。dangran,zaifeijuminjianzhu,rugongyeqiye、商店、學校、寫字樓等的樓頂或屋麵發展光伏發電,仍具有一定的可行性和應用價值。
4、結語
分布式電源接入配電網後對短路電流、繼電保護、配電自動化故障處理、諧波和損耗的影響比較容易應對,對電壓偏差和電壓波動的影響比較明顯,是製約配電網對分布式電源消納能力的關鍵因素。
消納分布式電源有3種策略,隻要能夠做到“大馬拉小車”,自由消納方式也具有很強的消納能力,應優先考慮采用;在其不能全麵滿足要求時宜采用本地控製消納方式;實在不得已才采用協調控製消納方式,因為其依賴通信通道會使配電網變得比較脆弱。
duiyuchengshijiatingeryan,meihuwudingmianjijiaoxiao,qietaiyangnengreshuiqidexiaolvgenggao,yincitaiyangnengreshuiqibiwudingguangfufadiangengheshi,takeyidengxiaoweiyigexunitaiyangnengfadianchang,duiyujienengjianpaikeyifahuichugengjiajijidezuoyong。
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