水利工程論文-微水電的新時(shí)代.doc

水利工程論文-微水電的新時(shí)代摘要：開(kāi)發(fā)商必須承擔(dān)新建分散式發(fā)電聯(lián)網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)責(zé)任，這將限制自由化市場(chǎng)中微水電的發(fā)展.關(guān)鍵詞：微水電新時(shí)代開(kāi)發(fā)商必須承擔(dān)新建分散式發(fā)電聯(lián)網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)責(zé)任，這將限制自由化市場(chǎng)中微水電的發(fā)展。有兩種新的方法可以有利于微水電項(xiàng)目的聯(lián)網(wǎng)。私有化分散式發(fā)電（）正在全世界許多自由化電力市場(chǎng)上取代國(guó)有的集中式發(fā)電。歐盟的可再生能源條例和政府的激勵(lì)措施，如歐盟可再生能源契約，正鼓勵(lì)著包括微水電在內(nèi)的可再生能源的開(kāi)發(fā)。這些可再生能源一般都集中在人口稀少、用電負(fù)荷較小的地區(qū)，這意味著未來(lái)新建電站將與中低壓配電網(wǎng)相連接。在過(guò)去，這些地區(qū)的配電網(wǎng)是依據(jù)供電負(fù)荷隨輸電線路延伸而減少的原則來(lái)設(shè)計(jì)的，盡量保證用戶的供電質(zhì)量在指定的范圍內(nèi)。分散式發(fā)電的聯(lián)網(wǎng)會(huì)根本改變配電網(wǎng)的運(yùn)行。當(dāng)分散式發(fā)電容量等于或大于當(dāng)?shù)刎?fù)荷時(shí)，可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)的潮流分布和電壓調(diào)節(jié)造成比較大的影響。對(duì)分散式發(fā)電的聯(lián)網(wǎng)必須進(jìn)行評(píng)估，以便對(duì)當(dāng)?shù)仉娏?yīng)安全和質(zhì)量造成的影響進(jìn)行定性和定量的分析。盡管有許多減少負(fù)面影響的方法，然而在現(xiàn)行的商業(yè)體制下，開(kāi)發(fā)商將為其實(shí)施承擔(dān)很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。經(jīng)濟(jì)上的原因?qū)⑹節(jié)撛诘姆桨甘ノ?，從而限制了自由市?chǎng)上微水電的發(fā)展。本文闡述了分散式微水電與配電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的影響，并分析了已有的防范措施。討論了兩種有利于微水電聯(lián)網(wǎng)的新方法。第一種方法允許配電網(wǎng)運(yùn)行人員（）決定可以并入現(xiàn)有配電網(wǎng)的電站容量，防止資產(chǎn)閑置和或者無(wú)償?shù)乇徽加?。第二種方法講述了在保證當(dāng)?shù)毓╇娰|(zhì)量的同時(shí)，允許更多電力輸送到配電網(wǎng)的一種微水電運(yùn)行方式。這些方法將有助于在發(fā)達(dá)國(guó)家的自由市場(chǎng)或者欠發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)村地區(qū)實(shí)現(xiàn)微水電的聯(lián)網(wǎng)。配電網(wǎng)過(guò)去，配電網(wǎng)用來(lái)將電能從高壓輸電網(wǎng)輸送給低壓用電戶。農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)的共同點(diǎn)是，這些電網(wǎng)都由中長(zhǎng)距離的架空線延伸至偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)的用電戶（稱為輻射狀饋線）。隨著架空電線向末端延伸，人口的密度和用電負(fù)荷也在減少，輸送負(fù)荷的電網(wǎng)容量也隨著距離的延伸而適當(dāng)減少。變壓器額定值和導(dǎo)線截面積也相應(yīng)減小，同時(shí)線路的阻抗隨之增加。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行都基于電網(wǎng)有功和無(wú)功的潮流是單方向的，從輸電網(wǎng)流向負(fù)荷終端。同時(shí)，也充分考慮到用電戶的負(fù)荷形式和日負(fù)荷、季節(jié)負(fù)荷的變化，所以電網(wǎng)潮流是可以預(yù)測(cè)的。當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，配電網(wǎng)一般是靠調(diào)整變壓器的自動(dòng)分接開(kāi)關(guān)來(lái)保持次級(jí)電壓處于設(shè)定值（見(jiàn)圖）。為了彌補(bǔ)線路電壓降，保證終端用戶的電壓水平，配電網(wǎng)運(yùn)行人員通常將變電站電壓在基準(zhǔn)額定電壓的基礎(chǔ)上調(diào)高幾個(gè)百分點(diǎn)。對(duì)于電壓水平，英國(guó)的電力輸送條例中規(guī)定：至的系統(tǒng)，電壓水平應(yīng)該保持在額定值的范圍內(nèi)。因此，配電網(wǎng)的規(guī)劃通常將電網(wǎng)設(shè)計(jì)在額定值的電壓范圍內(nèi)。在集中規(guī)劃的年代，用戶的要求、損耗和一些偶發(fā)情況是通過(guò)提前安排輸電網(wǎng)向配電網(wǎng)送電來(lái)解決。在自由化市場(chǎng)上，分散式發(fā)電站可以按照地理位置合理布置，利用可再生能源或其它資源發(fā)電，向配電網(wǎng)提供不受限制的、不間斷的能源。分散發(fā)電與配電網(wǎng)外圍的連接將形成一個(gè)與單向、可預(yù)測(cè)潮流分布根本不同的運(yùn)行方式。按發(fā)電機(jī)的類型和額定容量的不同，有功和無(wú)功功率潮流可以雙向流動(dòng)（圖）。而且，開(kāi)發(fā)和連接不穩(wěn)定的可再生能源將形成間斷的、不可預(yù)測(cè)的電網(wǎng)潮流。分散型微水電的出現(xiàn)，對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生了非常大的影響，包括：雙向潮流分布，超出設(shè)備的熱額定值；減少電壓調(diào)節(jié)，影響供電質(zhì)量；增加了短路和故障；改變了暫態(tài)穩(wěn)定；影響了保護(hù)和配合。潮流分布、熱額定值和損耗圖給出了分散發(fā)電機(jī)與一個(gè)長(zhǎng)、橫截面積的銅質(zhì)饋線輻射型電網(wǎng)的簡(jiǎn)單而具有代表性的（）種連接方式。此輸電網(wǎng)通過(guò)一臺(tái)變壓器間隔向一個(gè)當(dāng)?shù)刎?fù)荷送電。當(dāng)?shù)刎?fù)荷（農(nóng)用）的峰值為，功率因數(shù)為。容量范圍從（）到（）（滯后功率因數(shù)）的不同容量的分散發(fā)電機(jī)分別連接到饋線終端。當(dāng)沒(méi)有連接分散發(fā)電機(jī)，即容量等于時(shí)，當(dāng)?shù)刎?fù)荷完全靠輸電網(wǎng)絡(luò)供電。所有設(shè)備都在熱限值內(nèi)運(yùn)行，架空線的線損為。當(dāng)連接一個(gè)分散發(fā)電機(jī)，容量達(dá)到時(shí)，輸電網(wǎng)絡(luò)的供電負(fù)荷減少，饋線的線損也同時(shí)減少。一個(gè)好處是，減輕饋線的供電負(fù)荷可以使配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)人員延遲將來(lái)負(fù)荷增長(zhǎng)而必須進(jìn)行的電網(wǎng)升級(jí)改造。當(dāng)分散發(fā)電機(jī)容量達(dá)到，發(fā)出的電量超過(guò)當(dāng)?shù)刎?fù)荷需求時(shí)，雖然線路和變壓器負(fù)載仍在熱額定范圍內(nèi)，但電能將通過(guò)饋線返送到變電站，線損又會(huì)增加。如果分散發(fā)電機(jī)容量增加到，返送的電量又將使線損增加，而且超出它們?cè)瓉?lái)的數(shù)值。在發(fā)電機(jī)容量較大，而當(dāng)?shù)刎?fù)荷較小的情況下，返送電量將超過(guò)變壓器或者架空線的熱額定值。由分散發(fā)電容量增加而造成的熱限制通常首先發(fā)生在變電站設(shè)備中，如：變壓器和開(kāi)關(guān)柜，或者出現(xiàn)在電站容量比當(dāng)?shù)刎?fù)荷大出幾倍、而電網(wǎng)線徑迅速變小的幅射狀網(wǎng)絡(luò)的終端。然而，更為經(jīng)常的情況是，發(fā)生在電網(wǎng)末端的電壓波動(dòng)是首要的限制因素。電壓調(diào)節(jié)當(dāng)有功功率（）和無(wú)功功率（）一起從輸電網(wǎng)絡(luò)流經(jīng)饋線時(shí)，如饋線電阻為，電抗為（見(jiàn)圖），則沿線的壓降大致計(jì)算為：電流經(jīng)饋線流向負(fù)荷時(shí)，在變電站和當(dāng)?shù)刎?fù)荷之間形成一個(gè)電壓差。當(dāng)一臺(tái)分散發(fā)電機(jī)的接入造成電流逆向流動(dòng)時(shí)，在發(fā)電機(jī)和負(fù)荷端將出現(xiàn)電壓抬高的現(xiàn)象。在輸電狀態(tài)，值比值大得多，電壓波動(dòng)是由無(wú)功電流造成的。然而在與相當(dāng)（甚至大于）的配電網(wǎng)中，電壓波動(dòng)便同時(shí)受到有功和無(wú)功電流的影響。因此，在配電網(wǎng)終端、相對(duì)較高的線路電阻可以限制分散發(fā)電機(jī)有功功率的輸出。圖中的電網(wǎng)、負(fù)荷和分散發(fā)電容量再次表明分散發(fā)電機(jī)對(duì)電壓的影響。條件下的當(dāng)?shù)仉妷呵闆r可以描述為：在沒(méi)有分散發(fā)電機(jī)輸出時(shí)，當(dāng)?shù)刎?fù)荷端的電壓為，通過(guò)變壓器調(diào)節(jié)，變電站電壓為；當(dāng)一臺(tái)容量為的分散發(fā)電