2020年分布式電源系統(tǒng)設計論文.doc

分布式電源系統(tǒng)設計論文 1分布式電源并網對電壓分布的影響 配電系統(tǒng)的基本單元是饋線。饋線的首端經過高壓降壓變壓器與高壓配電網相連接，末端經低壓降壓變壓器與用戶相連。我國饋線電壓等級大多是10kV，每條饋線上線路成樹狀分布，以輻射形網絡連接若干臺配電變壓器。饋線的不同位置分布有若干負荷，這些負荷種類繁多，隨機性大，要準確地描述比較困難。為方便研究，文章采用靜態(tài)恒功率模型來表示各節(jié)點的負荷。考慮到配電網電壓較低，線路長度較短，設定以下假設條件：各節(jié)點負荷三相對稱，三相線路間不存在互感。然后將所有線路阻抗均折合到系統(tǒng)電壓等級，得出饋線模型。分布式電源的接入可以提高系統(tǒng)的整體電壓水平，其接入位置與節(jié)點電壓幅值密忉相關。相同容量的分布式電源接在配電線路的不同位置，對線路的電壓分布產生的影響差別很大，接入點越接近線路末端節(jié)點對線路電壓分布的影響越大，越接近系統(tǒng)母線對線路電壓分布的影響越小。因此，在配電網規(guī)劃及分布式電源接入系統(tǒng)設計時，需要根據分布式電源的性質、容量確定合理的接入點，確定合理的控制方式，只有這樣才能改善線路的電壓質量，提高供電可靠性。 2分布式電源接入系統(tǒng) 2.1分布式電源的分類 一般可以根據分布式電源的技術類型、所使用的一次能源及和與電力系統(tǒng)的接口技術進行分類。按照技術類型可分為小型燃氣輪機、地熱發(fā)電、水力發(fā)電、風力發(fā)電、光伏發(fā)電、生物質能發(fā)電、具有同步或感應發(fā)電機的往復式引擎、燃料電池、太陽熱發(fā)電、微透平等，按照一次能源可分為化石燃料、可再生能源；按照與電力系統(tǒng)的接口可分為直接相聯、逆變器相聯；按照并網容量分，可分為小型分布式電源和大、中型分布式電源。小型分布式電源主要包括風力發(fā)電、光伏發(fā)電、燃料電池等；大、中型分布式電源主要包括微型汽輪機、微型燃氣輪機、小型水電等。 2.2微網技術簡介 微網是一個小型發(fā)配電系統(tǒng)，由分布式電源、相關負荷、逆變裝置、儲能裝置和保護、監(jiān)控裝置匯集而成，具有能量管理系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、電氣元件保護系統(tǒng)，能夠實現自我調節(jié)、控制和管理。微網既可以與外部電網并網運行，也可以孤立運行。從其內部看，微網是一個個小型的電力系統(tǒng)。從外部看，微網是配電網中的一個可控的、易控的“虛擬”電源或負荷。微網系統(tǒng)如圖3所示。 2.3將分布式電源組成不同類型的微網 目前，比較成熟的分布式發(fā)電技術主要有風力發(fā)電、光伏發(fā)電、燃料電池和微型燃氣輪機等幾種形式。在城鎮(zhèn)配電網中，風力發(fā)電、燃料電池、光伏發(fā)電發(fā)電容量遠小于配網負荷，對于這些小容量的分布式電源，采用與附近負荷組成微網的形式并入配網系統(tǒng)，通過技術措施使微網內的發(fā)電功率小于其負荷消耗的功率，使這些“不可見”的分布式電源完全等效為一個負荷。針對發(fā)電出力達到最大、負荷功率最小的工況，根據發(fā)電出力與負荷消耗功率的差值及持續(xù)時間計算出需要存儲的電量，該電量作為儲能裝置容量的一個約束條件，再考慮其他的約束條件，為微網配置容量合理的儲能裝置。當出現發(fā)電出力大于負荷消耗功率時，將這部分電量存到儲能裝置中，在負荷功率高于發(fā)電出力時，再將這部分電量釋放掉。大型的微型燃氣輪機多用于需要穩(wěn)定的熱源、冷源的工商企業(yè)，以實現熱、電、冷三聯供，這些企業(yè)的負荷穩(wěn)定，易于預測。微型燃氣輪機的發(fā)電功率由用戶對供熱和供冷的要求決定，發(fā)電功率也易于預測。這樣，以這些微型燃氣輪機為分布式電源的微網是可控、易控的。將分布式電源納入到微電網，并將其分為純負荷性質的微網和發(fā)電、負荷可控的微網兩種，有效的解決了分布式電源潮流不可控的難題，給配電網的調度、運行帶來的極大的方便。 2.4微電網接入系統(tǒng)方案 純負荷性質的微網在配網中是一個內部帶有電源的負荷，將其接入到配網饋線的中間至末端，可有效地改善配電網電壓分布，降低配電網網損。當微網內分布式電源突然故障或者失電時，由配電網對微網內的負荷進行供電，此時配電線路潮流增大，微網內的電壓會發(fā)生躍變，如電壓幅值變化超過用電設備允許值，將會對用電設備造成損壞。針對這種情況，可以利用微網內的儲能裝置將存儲的能量進行逆變，有效地支撐電壓，避免產生電壓跌落，減少電壓波動，有效的保護用電設備。當配電網失電時，微網自動脫網孤島運行，孤島的運行方式由微網內部自行控制，對配電網的故障分析、檢修、試驗不產生影響。對于發(fā)電、負荷可控的微網，尤其是容量較大的，在配電網規(guī)劃及接入系統(tǒng)設計時，需統(tǒng)一考慮中接入位置對配電網電壓、繼電保護、安全自動裝置的影響，需要進行充分的論證，必要時可采用專線接入系統(tǒng)，以確保配電的安全、可靠運行，充分發(fā)揮分布式電源的經濟效益和社會效益。 3結束語 文章分析了分布式電源接入配網后對電壓的影響，并根據分布式電源的不同性質，利用微電網技術，將分布式電源納入到純負荷性質的微網和發(fā)電、負荷可控的微網，解決了分布式電源潮流不可控的難題，并在配網規(guī)劃中，對這兩類微網接入配網饋線的位置提出建議，達到了改善配電網電壓分布、降低