分布式电源有很多类别,其中的代表性能源有:太阳能、地热能、风能等能源。这些电源的一个共性就是对环境友好,与传统的火电技术相比,不会产生大量的污染物。分布式电源积极跟随国家与能源有关的政策接轨,在各方积极的努力之下,对于电力事业的可持续发展发挥了重要的作用,并在改善电能使用状况,改善电网安全和稳定性能等方面有了突出的表现。因此,为了进一步提升分布式电源在电力行业的地位,同时让其发挥出更重要的作用
1分布式电源并网方式及特性
DG并网主要包括直接并网和逆变并网另种方式,不同并网方式对配网影响不同。跟随下图1的内容可知,直接并网和逆变并网均有两种方式,电机类型的不同采用不同直接并网方式,双馈式风力电机引入负反馈环节,采用如图(1左b)所示的系统方式;鼠笼式异步电机在母线上装设无功补偿机进行直接并网,并网结构如图(1左a)所示。逆变并网也具有两种方式,一般采用如图(1右a)所示的并网方式,电能在母线进行汇流并经变换器后转换为同步电流,控制DG功率;太阳能发电DG采用如图1(b)所示方式进行并网,以上描述的方法具有灵活调整以及可以独立使用的特点,但是其高昂的费用和对技术要求高的特点也导致难以推广出去。图1直接并网方式(左)与逆变并网方式(右)
2分布式电源并网对继电保护的影响
2.1对馈电线路保护的影响
一旦电网系统中的侧相邻馈线P1点出现故障的时候,分布式电源将产生短路电流,传递到故障点中。虽然断路器可以发挥出保护电网线路的作用,但是存在一定的缺陷,断路器无法识别反向障碍的方向,这一特点会导致误判情况发生。分布式电源使用过程中,若并网的容量超过预计值,断路器监测到这一情况后悔立马断开线路,进行保护,从而导致分布式电源直接出现供电中断故障。DG并入配电网P2出现不对称瞬时故障P1保护动作跳开断路器P1,分布式电源DG能够通过P2、P3继续向P1传输故障电流,此时B站主变中性点间隙被击穿发生间隙跳开保护工作,P1重合闸动作时间和B站主变中性点间隙保护时间不匹配,这就会影响到变电站的正常工作,失压情况会发生。图2配电网网络拓扑图
2.2分布式电源并网对自动重合闸的影响
现如今,分布式电源并网常规使用的发电方式为放射性的形式,这样的形式具有以下优点:第一点,当出现暂时性的故障时,可以很快恢复供电,智能电网自动合闸后不会对电网线路产生不利的影响。第二点,配电系统的使用过程中,如果其结构中发生短路跳闸,电源和配电系统之间的联系会被切断,分布式电源产生稳定电力范围的负荷值,这样可以避免系统的功率超过设定值,也避免了配电系统的电压出现问题。但是,虽然配网是依然可以保证供电的效率,却也给自动重合闸带来一定问题和威胁。当配电网络无法对电压进行测量后,分布式发电技术没有配备对应的检测电流、电压的设施,所以无法发现这类问题,从而导致持续供电的情况依然存在,当电流经过智能化重合闸时,故障点会马上反应,其电弧的熄灭受到来自分布式发电技术供电的影响而无法进行断开(过零灭弧),从而导致产生明火,从而怕破坏线路的绝缘层,最终影响到线路的正常。
3相关技术要求
3.1电能质量
光伏发电机制具有以下特点:因为是以太阳能为发电能源,太阳东升西落,所以具有一定的波动性和间歇性。而火电站是不会有这些情况发生的。所以光伏发电站必然配有转换装置。太阳能转化的电能为直流电,经过转换后,形成交流电,从而可以满足用户的正常使用。但是在转化过程中,会对并网系统产生不利影响。为此,需要采用人工改善的方式,改善负荷值,从而确保电网的稳定性和安全性。具体的着手点为:避免产生谐波;调整偏差电压;进行电压分量等。
3.2频率异常时的响应特性
光伏发电项目应当合理规划设计,尤其要努力提升系统耐受异常频率的能力。例如:频率范围为50.2~50.5/Hz时,运行要求为:每次频率高于50.2Hz时,光伏电站具有波动性和间歇性,但是在在这一频率下,需要可以不间断运行超过120s方可,并与此同时,要可以在极短时间内停止送电(时间控制在0.2s以内)。另外,需要确保若光伏电站停运则不可并网。
4系统保护及安全自动装置
4.1分布电源侧10kV线路保护
光伏电站输电线路联系到用户配电柜的过程中,应当做好电源侧线路保护机制,在短时间内应当将线路故障排除。所以应当设置过流速断(方向)保护。
4.2防孤岛检测及安全自动装置
在光伏电站的某个断电设置好自动化装置的规划设计工作,对频率电压进行调节工作,这些工作都是为了预防孤岛发生后无法立即反应。其中重点做好以下几点:第一点,控制好断路器的正常工作状态,确保滑插闭锁功能的功能可以使用;第二点,控制好高低频和高低电压切机功能;第三点,其逆变器应当能在孤岛发生时以非常快的速度报告并马上隔离这段故障电路;第四点,应当完善防孤岛方案,并确保继电保护设施的正常状态,进而确保这些设备可以相互配合,避免故障后无法及时反应。
4.3变电站10kV母线保护
母线保护的重点在于若发生三相接地的情况后,不会导致母线出现的反向最大短路电流过大而超过规定的最大数值。即该线路区外故障时,不会引起保护误动作。
5结语
总之,我国为了满足用户对于电能日益增长的需求做了多方面的努力,在传统火电发电形式下,引入了光伏发电等多种分布式发电的形式,在改进传统发电形式的同时,同样重视新型发电技术。其中,分布式电源已经取得了一定的成绩,用于实际的供电网络中,但是该技术依然存在一定的问题需要相关研发人员克服。
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