分布式電源并網(wǎng)技術課件

1分布式電源并網(wǎng)技術1分布式電源并網(wǎng)技術12什么是分布式電源？分布式電源（DER，Distributed

ElectricResource）：分布式發(fā)電裝置+分布式儲能裝置分布式發(fā)電（DG，Distributed

Generation）指的是小型的、直接聯(lián)到配電網(wǎng)上的、一般向當?shù)刎摵晒╇姷陌l(fā)電方式。一般認為分布式發(fā)電機組的定義在50MW以下從并網(wǎng)發(fā)電角度，DER、DG不做嚴格區(qū)分。2什么是分布式電源？分布式電源（DER，Distribute23什么是分布式電源?/2分布式發(fā)電技術熱電冷聯(lián)產(chǎn)：熱電廠，微型燃氣輪機小水電風力發(fā)電太陽能發(fā)電生物質發(fā)電分布式儲能技術UPS電源燃料電池電力蓄熱、蓄冷電動汽車3什么是分布式電源?/2分布式發(fā)電技術熱電冷聯(lián)產(chǎn)：熱電廠，微34分布式電源的作用提高供電可靠性。在電網(wǎng)崩潰或發(fā)生地震、暴風雪、人為破壞、戰(zhàn)爭等意外災害情況下，維持重要用戶的供電，避免大面積停電帶來的嚴重后果。起停方便，調峰性能好，有利于平衡負荷。投資小、見效快。減少、延緩大型集中發(fā)電廠與輸配電系統(tǒng)投資，避免大型發(fā)電廠建設的投資風險。減少傳輸損耗。4分布式電源的作用提高供電可靠性。在電網(wǎng)崩潰或發(fā)生地震、暴風45分布式發(fā)電的發(fā)展美國法律要求各電力公司必須接受用戶的小型能源系統(tǒng)2000年全球新增的裝機容量中，分布式發(fā)電的比例占到了10%以上。

2006年，丹麥分布式發(fā)電裝機容量達到總裝機容量的53%，芬蘭、德國、荷蘭、捷克等國在38%以上。我國分布式發(fā)電的發(fā)展相對滯后。2005年初頒布了“可再生能源法”，將極大地促進分布式發(fā)電在我國的發(fā)展。成本過高是制約分布式發(fā)電（主要是可再生能源發(fā)電）發(fā)展的主要原因5分布式發(fā)電的發(fā)展美國法律要求各電力公司必須接受用戶的小型能56分布式電源運行方式獨立運行，向附近的用戶供電。獨立運行，停運時，轉為由當?shù)仉娋W(wǎng)供電。并網(wǎng)運行，發(fā)電以滿足自身用電為主。并網(wǎng)運行，發(fā)電自用的同時向當?shù)仉娋W(wǎng)輸出電能。6分布式電源運行方式獨立運行，向附近的用戶供電。獨立運行，停67包含分布式電源的配電系統(tǒng)7包含分布式電源的配電系統(tǒng)78DG接入變電站母線DG接入配電線路8DG接入變電站母線DG接入配電線路89分布式電源并網(wǎng)技術問題/1電壓問題DG啟停的影響DG供電間歇性的影響9分布式電源并網(wǎng)技術問題/1電壓問題DG啟停的影響DG供電間910分布式電源并網(wǎng)技術問題/2繼電保護問題引起線路保護誤動或拒動影響備自投DG供電殘壓影響電壓檢測非同期合閘危害DG安全主網(wǎng)脫離形成運行孤島，危害系統(tǒng)運行。發(fā)電量與負荷不平衡，供電質量沒有保證。影響故障熄弧不同期合閘沖擊電流危害DG安全孤島部分系統(tǒng)失去接地的中性點，存在過電壓隱患。DG并網(wǎng)必須裝設孤島保護：可利用頻率、電壓、電壓相位的變化檢測孤島。10分布式電源并網(wǎng)技術問題/2繼電保護問題引起線路保護誤動或10分布式電源導致保護不正確動作kDG供電電流抬高M點電壓，使

保護感受到的電流減少，可能

導致其拒動。k

相鄰線路故障時，DG提供的短

路電流可能導致保護誤動。

11分布式電源導致保護不正確動作kDG供電電流抬高M點電壓，使 11B1B2B4B

5110

kV220

kVSubstationB3CB1CB2孤島B

7B6

DG孤島運行示意圖

12B1B2B4B5110kV220kVSubstatio1213分布式電源并網(wǎng)問題/3短路電流增加可能超出線路設計熱穩(wěn)定容量可能超出斷路器設計折斷容量電能質量問題分布式電源的投切引起暫態(tài)電壓變化諧波分布式發(fā)電間歇性輸出的影響穩(wěn)定問題一般不會對系統(tǒng)穩(wěn)定造成影響電力系統(tǒng)出現(xiàn)穩(wěn)定事故時，頻率下降使分布式電源斷開會造成事故惡化。13分布式電源并網(wǎng)問題/3短路電流增加可能超出線路設計熱穩(wěn)定1314分布式電源并網(wǎng)技術問題/4對電網(wǎng)規(guī)劃的影響難以掌握DG裝機情況，對負荷增長進行準確地預測。對電網(wǎng)運行管理的影響DG發(fā)電的間歇性給發(fā)供平衡帶來困難調度管理、潮流控制更加復雜配電設施停電檢修安排困難對電網(wǎng)經(jīng)營影響如何分擔并網(wǎng)成本？DG造成主網(wǎng)少供電，如何消化建設成本？14分布式電源并網(wǎng)技術問題/4對電網(wǎng)規(guī)劃的影響難以掌握DG裝1415“即接即忘”式并網(wǎng)目前將DER/DG看成“負的負荷”，電網(wǎng)規(guī)劃時不考慮其影響。小容量機組接入采取“Connect

and

forget(接入、忘掉)”的原則不影響電壓控制不影響短路容量與繼電保護接入容量作出限制，如不超過最大負荷的10%。我國部分供電企業(yè)采取不允許功率倒送或負荷低谷切機的設計原則15“即接即忘”式并網(wǎng)目前將DER/DG看成“負的負荷”，電1516有源網(wǎng)絡/1指分布式電源大量應用、深度滲透的配電網(wǎng)DG對系統(tǒng)規(guī)劃、保護控制與運行的影響不能忽略采取積極接入原則，不硬性限制DG容量以有利于可再生能源足額上網(wǎng)、節(jié)省整體投資為原則系統(tǒng)的規(guī)劃設計可以考慮DG的備用作用需要采取的技術措施自動電壓控制潮流控制短路電流限制繼電保護措施需求側管理措施16有源網(wǎng)絡/1指分布式電源大量應用、深度滲透的配電網(wǎng)DG對1617有源網(wǎng)絡/2系統(tǒng)規(guī)劃的設計可以考慮DG的備用作用智能電網(wǎng)技術支持措施開放的IP通信網(wǎng)絡高級配電自動化系統(tǒng)（ADA）智能保護監(jiān)控裝置虛擬發(fā)電廠技術（VPP）17有源網(wǎng)絡/2系統(tǒng)規(guī)劃的設計可以考慮DG的備用作用開放的I1718微網(wǎng)技術/1微網(wǎng)（Micro

Grid）：指接有分布式電源的配電子系統(tǒng)，可在主網(wǎng)脫離后孤立運行，維持所有或部分重要用電設備的供電。微網(wǎng)是一個預先設計好的孤島，能夠在主網(wǎng)脫離后正常運行。微網(wǎng)的作用提高供電可靠性更好地發(fā)揮分布式電源（分布式發(fā)電與儲能裝置）的作用更好地進行需求側管理18微網(wǎng)技術/1微網(wǎng)（MicroGrid）：指接有分布式電1819微網(wǎng)技術/2主網(wǎng)側微網(wǎng)示例19微網(wǎng)技術/2主網(wǎng)側微網(wǎng)示例1920參考文獻“Obama's

Speech

on

the

Economy”,

New

YorkTimes.

2009-01-09.Smart

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Group,

“Challenge

andOpportunity:

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New

Energy

Future,Appendix

A:

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Group

Reports”,

EnergyFuture

Coalition,

USA.

June,2003.“國家電網(wǎng)公司加快推進兩個轉變，

提高科學發(fā)展水平”，國家電網(wǎng)報

，20093月25日刊。余貽鑫，“面向21世紀的智能配電網(wǎng)”，南方電網(wǎng)技術研究，第2卷第6期,2006年11月。20參考文獻“Obama'sSpeechontheE201分布式電源并網(wǎng)技術1分布式電源并網(wǎng)技術212什么是分布式電源？分布式電源（DER，Distributed

ElectricResource）：分布式發(fā)電裝置+分布式儲能裝置分布式發(fā)電（DG，Distributed

Generation）指的是小型的、直接聯(lián)到配電網(wǎng)上的、一般向當?shù)刎摵晒╇姷陌l(fā)電方式。一般認為分布式發(fā)電機組的定義在50MW以下從并網(wǎng)發(fā)電角度，DER、DG不做嚴格區(qū)分。2什么是分布式電源？分布式電源（DER，Distribute223什么是分布式電源?/2分布式發(fā)電技術熱電冷聯(lián)產(chǎn)：熱電廠，微型燃氣輪機小水電風力發(fā)電太陽能發(fā)電生物質發(fā)電分布式儲能技術UPS電源燃料電池電力蓄熱、蓄冷電動汽車3什么是分布式電源?/2分布式發(fā)電技術熱電冷聯(lián)產(chǎn)：熱電廠，微234分布式電源的作用提高供電可靠性。在電網(wǎng)崩潰或發(fā)生地震、暴風雪、人為破壞、戰(zhàn)爭等意外災害情況下，維持重要用戶的供電，避免大面積停電帶來的嚴重后果。起停方便，調峰性能好，有利于平衡負荷。投資小、見效快。減少、延緩大型集中發(fā)電廠與輸配電系統(tǒng)投資，避免大型發(fā)電廠建設的投資風險。減少傳輸損耗。4分布式電源的作用提高供電可靠性。在電網(wǎng)崩潰或發(fā)生地震、暴風245分布式發(fā)電的發(fā)展美國法律要求各電力公司必須接受用戶的小型能源系統(tǒng)2000年全球新增的裝機容量中，分布式發(fā)電的比例占到了10%以上。

2006年，丹麥分布式發(fā)電裝機容量達到總裝機容量的53%，芬蘭、德國、荷蘭、捷克等國在38%以上。我國分布式發(fā)電的發(fā)展相對滯后。2005年初頒布了“可再生能源法”，將極大地促進分布式發(fā)電在我國的發(fā)展。成本過高是制約分布式發(fā)電（主要是可再生能源發(fā)電）發(fā)展的主要原因5分布式發(fā)電的發(fā)展美國法律要求各電力公司必須接受用戶的小型能256分布式電源運行方式獨立運行，向附近的用戶供電。獨立運行，停運時，轉為由當?shù)仉娋W(wǎng)供電。并網(wǎng)運行，發(fā)電以滿足自身用電為主。并網(wǎng)運行，發(fā)電自用的同時向當?shù)仉娋W(wǎng)輸出電能。6分布式電源運行方式獨立運行，向附近的用戶供電。獨立運行，停267包含分布式電源的配電系統(tǒng)7包含分布式電源的配電系統(tǒng)278DG接入變電站母線DG接入配電線路8DG接入變電站母線DG接入配電線路289分布式電源并網(wǎng)技術問題/1電壓問題DG啟停的影響DG供電間歇性的影響9分布式電源并網(wǎng)技術問題/1電壓問題DG啟停的影響DG供電間2910分布式電源并網(wǎng)技術問題/2繼電保護問題引起線路保護誤動或拒動影響備自投DG供電殘壓影響電壓檢測非同期合閘危害DG安全主網(wǎng)脫離形成運行孤島，危害系統(tǒng)運行。發(fā)電量與負荷不平衡，供電質量沒有保證。影響故障熄弧不同期合閘沖擊電流危害DG安全孤島部分系統(tǒng)失去接地的中性點，存在過電壓隱患。DG并網(wǎng)必須裝設孤島保護：可利用頻率、電壓、電壓相位的變化檢測孤島。10分布式電源并網(wǎng)技術問題/2繼電保護問題引起線路保護誤動或30分布式電源導致保護不正確動作kDG供電電流抬高M點電壓，使

保護感受到的電流減少，可能

導致其拒動。k

相鄰線路故障時，DG提供的短

路電流可能導致保護誤動。

11分布式電源導致保護不正確動作kDG供電電流抬高M點電壓，使 31B1B2B4B

5110

kV220

kVSubstationB3CB1CB2孤島B

7B6

DG孤島運行示意圖

12B1B2B4B5110kV220kVSubstatio3213分布式電源并網(wǎng)問題/3短路電流增加可能超出線路設計熱穩(wěn)定容量可能超出斷路器設計折斷容量電能質量問題分布式電源的投切引起暫態(tài)電壓變化諧波分布式發(fā)電間歇性輸出的影響穩(wěn)定問題一般不會對系統(tǒng)穩(wěn)定造成影響電力系統(tǒng)出現(xiàn)穩(wěn)定事故時，頻率下降使分布式電源斷開會造成事故惡化。13分布式電源并網(wǎng)問題/3短路電流增加可能超出線路設計熱穩(wěn)定3314分布式電源并網(wǎng)技術問題/4對電網(wǎng)規(guī)劃的影響難以掌握DG裝機情況，對負荷增長進行準確地預測。對電網(wǎng)運行管理的影響DG發(fā)電的間歇性給發(fā)供平衡帶來困難調度管理、潮流控制更加復雜配電設施停電檢修安排困難對電網(wǎng)經(jīng)營影響如何分擔并網(wǎng)成本？DG造成主網(wǎng)少供電，如何消化建設成本？14分布式電源并網(wǎng)技術問題/4對電網(wǎng)規(guī)劃的影響難以掌握DG裝3415“即接即忘”式并網(wǎng)目前將DER/DG看成“負的負荷”，電網(wǎng)規(guī)劃時不考慮其影響。小容量機組接入采取“Connect

and

forget(接入、忘掉)”的原則不影響電壓控制不影響短路容量與繼電保護接入容量作出限制，如不超過最大負荷的10%。我國部分供電企業(yè)采取不允許功率倒送或負荷低谷切機的設計原則15“即接即忘”式并網(wǎng)目前將DER/DG看成“負的負荷”，電3516有源網(wǎng)絡/1指分布式電源大量應用、深度滲透的配電網(wǎng)DG對系統(tǒng)規(guī)劃、保護控制與運行的影響不能忽略采取積極接入原則，不硬性限制DG容量以有利于可再生能源足額上網(wǎng)、節(jié)省整體投資為原則系統(tǒng)的規(guī)劃設計可以考慮DG的備用作用需要采取的技術措施自動電壓控制潮流控制短路電流限制繼電保護措施需求側管理措施16有源網(wǎng)絡/1指分布式電源大量應用、深度滲透的配電網(wǎng)DG對3617有源網(wǎng)絡/2系統(tǒng)規(guī)劃的設計可以考慮DG的備用作用智能電網(wǎng)技術支持措施開放的IP通信網(wǎng)絡高級配電自動化系統(tǒng)（ADA）智能保護監(jiān)控裝置虛擬發(fā)電廠技術（VPP）17有源網(wǎng)絡/2系統(tǒng)規(guī)劃的設計可以考慮DG的備用作用開放的I3718微網(wǎng)技術/1微網(wǎng)（Micro

Grid）：指接