分布式光伏電源接入對配電網(wǎng)保護的影響

分布式光伏電源接入對配電網(wǎng)保護的影摘要：分布式光伏發(fā)電具有不會對空氣造成污染、有太陽就能發(fā)電等優(yōu)點，已成為重要的可再生能源之一。但是光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)后，當(dāng)線路發(fā)生故障時會改變短路電流的大小及方向，從而對配電網(wǎng)原有繼電保護的正常運行造成影響?；诖?，本文先簡單介紹了分布式電源的概念，然后對分布式光伏電源接入對配電網(wǎng)保護的影響進行了探討，并提出了提升配電網(wǎng)保護的相關(guān)措施，以供參閱。關(guān)鍵詞：分布式；光伏；電源；接入；配電網(wǎng)保護；影響1分布式電源的概念分布式電源(DistributedGeneration，DG)是指一種功率在10kW到30MW的小型獨立電源模塊，能夠滿足用戶需求，如調(diào)峰、為邊緣用戶提供電力能源等。分布式電源具有能量利用率高、環(huán)境污染小、投資不大等特點，將其應(yīng)用在配電網(wǎng)中可有效增加配電裕度，提高供電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。當(dāng)前分布式電源并沒有明確的國家標準，但從現(xiàn)有文獻中可看出分布式電源具有幾個關(guān)鍵指標：容量小，發(fā)電單元體積不大，即插即用，性價比高；直接接入配電網(wǎng)；分布式電源本身難以控制，接入分布式電源后反而會增加機組的負荷；分布式電源可重復(fù)利用再生資源，環(huán)境污染小，資源利用率高；分布式電源對過電壓、閃變等會產(chǎn)生較大的影響；隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，分布式電源的利用范圍將會越來越廣泛。2分布式光伏電源接入對配電網(wǎng)保護的影響2.1影響配電網(wǎng)網(wǎng)損分布式光伏大量的接入配電網(wǎng)后，因為分布式光伏電源具有一定的間歇性及隨機性，故而會對配電網(wǎng)網(wǎng)損產(chǎn)生一定的影響。對此問題，應(yīng)根據(jù)實際配電網(wǎng)絡(luò)，科學(xué)合理的利用軟件進行仿真操作，找出分布式光伏電源接入配電網(wǎng)后對配電網(wǎng)損耗的變化規(guī)律，有針對性的采取有效措施解決問題，積極改變配電網(wǎng)中的各類運行參數(shù)，盡可能的減小對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響。2.2影響供電網(wǎng)的安全可靠性傳統(tǒng)配電網(wǎng)中評價供電可靠性的指標有系統(tǒng)平均斷電頻率、系統(tǒng)平均斷電持續(xù)時間、平均供電可用率以及平均停電不可用率等指標。傳統(tǒng)指標顯然不能科學(xué)反應(yīng)分布式光伏電源對供電系統(tǒng)的安全性、可靠性影響，需要研究新的分布式光伏發(fā)電評價指標。另外，分布式光伏電源被大量接入后，一定程度上會形成孤島效應(yīng)，孤島內(nèi)負荷發(fā)生變化，會讓其更具隨機性。就整個系統(tǒng)而言，不同故障形成的孤島數(shù)量也是不斷變化的，其會影響到供電網(wǎng)供電的安全可靠性。分布式光伏大量接入配電網(wǎng)之后，要不斷完善評價體系，科學(xué)合理的評價分布式光伏的安全可靠性指標。面對孤島內(nèi)負荷變化比較大的問題，要及時根據(jù)負荷變化情況改變計劃孤島，盡量協(xié)調(diào)各個孤單的供電能力，保障供電網(wǎng)的安全可靠性。2.3影響配電網(wǎng)的供電質(zhì)量分布式光伏大量的接入配電網(wǎng)，對配電網(wǎng)的供電質(zhì)量有一定的影響。主要影響有如下幾個方面。首先，影響電壓分布。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)主要是呈輻射狀形式發(fā)展的，其根據(jù)基本電路理論，電壓會沿著饋線潮流方向不斷降低，但分布式光伏大量的接入之后，基本電路的潮流流向會發(fā)生一定的改變，饋線上的功率方向又有一定的不穩(wěn)定性，會造成某些負荷點的電壓超出上限值，進而對電壓分布造成影響。其次，是造成電壓波動和閃變。分布式光伏的出力很容易受到天氣變化的影響，一般出力波動比較大，很容易造成局部配電線路的電壓波動及閃變問題，且由于出力具有隨機性，所以如果分布式光伏電源被大量的接入配電網(wǎng)，而且不進行有效控制的話，會引發(fā)系統(tǒng)頻率偏移，影響供電的穩(wěn)定性及供電質(zhì)量。為有效應(yīng)對上述情況，在分布式光伏大量接入配電網(wǎng)的過程中，需要采用調(diào)壓措施及時有效的解決問題，要重視把分布式光伏自身的出力特點，將其積極引入到系統(tǒng)調(diào)壓環(huán)節(jié)中，盡可能的保證配電網(wǎng)的供電質(zhì)量。2.4影響自動重合閘2.4.1分布式電源增強了故障點電弧的持續(xù)性如果接有分布式電源的線路發(fā)生瞬時性故障，系統(tǒng)側(cè)斷路器要在保護作用下跳閘并啟動重合閘功能，若分布式電源在故障后沒能及時脫離線路，而是繼續(xù)向故障點輸送電流并導(dǎo)致故障點的電弧持續(xù)，會導(dǎo)致自動重合閘重合失敗。2.4.2分布式電源導(dǎo)致重合閘非同期合閘接入有分布式電源的線路發(fā)生瞬時性故障，系統(tǒng)電源側(cè)斷路器在保護作用下跳閘，若分布式電源沒有從電網(wǎng)中解列，而是形成一個電力孤島或微電網(wǎng)繼續(xù)運行。由于電力孤島與電網(wǎng)不能保持同步，此時非同期重合閘會對電網(wǎng)造成很大的沖擊，這種情況是不允許發(fā)生的。因此自動重合閘必須具備檢同期或自動同期功能。3提升配電網(wǎng)保護的相關(guān)措施3.1優(yōu)化儲能元件荷電狀態(tài)以光伏發(fā)電系統(tǒng)運行能力為基礎(chǔ)，全面提升其運行品質(zhì)，將其運行的穩(wěn)定性、抗干擾能力作為切入點，采取的有效措施為：保障電壓取值的規(guī)范性，加強電壓運行的連續(xù)性，對電壓開展有效的控制措施。如若電容器運行電壓較小，可采取充電方案，提升電壓補充效果；如若運行電壓較高，應(yīng)有效釋放電能，防止其超出標準范圍。為此，借助恒功率原理，加強充電、放電的運行有效性，提升電容器能量自控效果。3.2提升配電網(wǎng)調(diào)度的協(xié)調(diào)性配電網(wǎng)在實際接受調(diào)度指令時，將會采取指令響應(yīng)措施，對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)予以聯(lián)動，針對逆變器運行期間產(chǎn)生的輸出功率，實施調(diào)度指令的執(zhí)行程序。然而，在此期間，調(diào)度指令的執(zhí)行程序，含有不穩(wěn)定性、漸發(fā)性等特點，對光伏列陣運行的功率參數(shù)產(chǎn)生威脅，由此形成功率不匹配問題，降低調(diào)度指令運行效果，進而影響光伏電池能夠輸出功率的最大值。對此問題，可以以超級電容器為基礎(chǔ)，加強儲能裝置運行問題的解決，提升配電網(wǎng)調(diào)度指令執(zhí)行的系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。3.3多元智能技術(shù)應(yīng)用的設(shè)想嘗試著將多種現(xiàn)代化智能技術(shù)運用到含分布式光伏電源的配網(wǎng)系統(tǒng)運維檢修中，以此全面提升配網(wǎng)系統(tǒng)的智能化檢修水平。具體可以借助電子傳感器、光纖傳感器、數(shù)字通信技術(shù)等來動態(tài)監(jiān)測、檢查各類設(shè)備的工作狀態(tài)、運行模式，各類設(shè)備是否健康運行。充分依托快速通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，把狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸至不同控制層，形成智能控制層，遵照最科學(xué)的控制理論、算法等形成控制信息，再將相關(guān)信息返回至各類設(shè)備。電網(wǎng)設(shè)備運檢智能化應(yīng)滲透到各個階段，例如系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運維、調(diào)度等，同時，也要充分利用以下多種技術(shù)，例如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、多源頭信息互動的智能化狀態(tài)評估技術(shù)等。3.4運用先進的配電網(wǎng)保護方法運用更為完善的配電網(wǎng)保護方法來應(yīng)對分布式電源接入帶來的影響。隨著分布式電源接入的實踐應(yīng)用越來越多，采用傳統(tǒng)的配電保護也可能帶來一定的安全隱患。引入通信技術(shù)、差動技術(shù)、方向元件等方式來實現(xiàn)配電網(wǎng)的保護，不僅可以促進分布式電源的廣泛應(yīng)用，還將有助于擴大故障隔離范圍，形成故障隔離，提高配電網(wǎng)保護的效率和質(zhì)量。4結(jié)束語分布式光伏電源接入配電網(wǎng)之后，會影響配電網(wǎng)網(wǎng)損、自動重合閘、供電質(zhì)量以及安全可靠性，因此需要采取優(yōu)化儲能元件荷電狀態(tài)、提升配電網(wǎng)調(diào)度的協(xié)調(diào)性、多元智能技術(shù)應(yīng)用的設(shè)想以及運用先進的配電網(wǎng)保護方法等措施提升配電網(wǎng)保護系統(tǒng)的有效性，促進分布式光伏電源在配電網(wǎng)中的進一步發(fā)展。參考文獻靳勇.淺析分布式電源接入對配電網(wǎng)繼電保護