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摘要:在電力系統(tǒng)引進(jìn)分布式電源之后,可以對(duì)繼電系統(tǒng)以及電壓分布等方面產(chǎn)生影響。對(duì)此,本文簡單介紹分布式電源類型,并分析了電力系統(tǒng)運(yùn)行中分布式電源產(chǎn)生的影響,希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供參考,保證電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行。
關(guān)鍵詞:分布式電源;電力系統(tǒng);穩(wěn)定運(yùn)行;影響分析
1分布式電源分類
1.1風(fēng)力發(fā)電
當(dāng)前,風(fēng)力發(fā)電在我國已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,并且我國相關(guān)技術(shù)快速發(fā)展推動(dòng)下,該發(fā)電方法得到快速發(fā)展。其發(fā)電原理就是借助風(fēng)能促使風(fēng)機(jī)葉片發(fā)生旋轉(zhuǎn),借助變速箱促使轉(zhuǎn)速發(fā)生轉(zhuǎn)變,進(jìn)而和發(fā)電機(jī)互相匹配,實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電目標(biāo)。此過程是對(duì)風(fēng)動(dòng)能進(jìn)行機(jī)械能轉(zhuǎn)變,之后對(duì)機(jī)械能進(jìn)行電能轉(zhuǎn)變。
1.2太陽能光伏發(fā)電
太陽能發(fā)電主要借助太陽能電池板促使太陽能實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化。太陽能電池板主要借助半導(dǎo)體元件電子學(xué)特性,促使光能轉(zhuǎn)化為電能。太陽能電源產(chǎn)生的能量可以保證用戶生活與照明用電得到滿足,當(dāng)前,西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將該方式對(duì)區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行并網(wǎng)處理[2]。
2分布式電源對(duì)于電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響分析
2.1電壓分布受到的影響
在配電網(wǎng)采用分布式電源之后,電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)變化,所以潮流大小與方向也會(huì)出現(xiàn)變化,最終導(dǎo)致電力系統(tǒng)電壓分布出現(xiàn)變化,而此種變化會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)工作的安全性與穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響。其中分布式電源接入位置是影響電壓分布的主要因素,若是接入點(diǎn)與母線間距較大,會(huì)明顯影響電壓分布。若是分布數(shù)量節(jié)點(diǎn)較多,則會(huì)有效支持電壓[3]。在節(jié)點(diǎn)潮流和分布式電源的輸出潮流出現(xiàn)疊加現(xiàn)象之后,會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)電壓增加,無法保證穩(wěn)定狀態(tài),見圖1。通過圖1能夠發(fā)現(xiàn),若是接入位置較為固定,則隨著電源總力增加,電壓支撐作用也隨之增加,可以提高電壓整體水平。比如,G發(fā)電廠在接入220KV隴海變之后,其母線電壓是228.02kv,并且1#主變負(fù)荷在達(dá)到28.28MW情況下,基于特定變比條件,11OKV的I母線電壓是107.1502kv。其輸出有功為6.7Mvar、有功為26.7MW,在其他電網(wǎng)參數(shù)不變條件下,11OKV的I母線電壓是108.3512kv,有效提升了I母線電壓。
2.2電能質(zhì)量受到的影響
將分布式電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)之后,配電網(wǎng)潮流方向出現(xiàn)變化,負(fù)荷功率與電源出現(xiàn)變化之后,網(wǎng)絡(luò)潮流出現(xiàn)變化,若是電源輸出功率比用戶需求大時(shí),會(huì)改變潮流方向,而潮流方向與大小對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電壓會(huì)產(chǎn)生較大影響。同時(shí),反饋電壓控制裝置和電源之間會(huì)互相影響,最終出現(xiàn)電壓善變問題。供電部門應(yīng)該對(duì)電壓管理進(jìn)行強(qiáng)化,借助對(duì)電能量管理系統(tǒng)進(jìn)行檢測,對(duì)AVC控制策略進(jìn)行合理調(diào)整。在實(shí)際應(yīng)用中,若是電源接入方式存在差異,則電壓波動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)差異。例如,若是單相接地出現(xiàn)故障,因?yàn)楣收舷嚯妷涸黾?,能夠避免出現(xiàn)電壓跌落問題。但是非故障相的電壓會(huì)高于額定電壓最終出現(xiàn)故障。出現(xiàn)三相短路問題之后,分布式電源可以對(duì)跌落電壓形成填補(bǔ)作用,有效提高電力系統(tǒng)工作運(yùn)行性。若是分布式電源的能源類型存在差異,則也會(huì)影響電網(wǎng)電壓。比如,在某220KV變電站中,1#變壓器與2#變壓器均出現(xiàn)重載,兩者容量分別為150MVA與150MVA,在變電站接入110kv白馬804線路之后,風(fēng)電場在發(fā)電過程中發(fā)生力不定問題,接入電網(wǎng)之后使得電壓不穩(wěn)定。
2.3諧波污染
因?yàn)轱L(fēng)力與太陽能等發(fā)電形式主要以直流電為主,需要借助逆變器才可以與交流配電網(wǎng)結(jié)合,因?yàn)槟孀兤鲉⑼2僮黝l繁,在開啟或是關(guān)閉的瞬時(shí)能夠形成諧波分量,若是逆變器觸發(fā)脈沖與參數(shù)出現(xiàn)變化還會(huì)形成直流電,導(dǎo)致電壓波形出現(xiàn)畸變現(xiàn)象。諧波污染會(huì)導(dǎo)致電壓變形出現(xiàn)電容組共振以及電壓變形超出要求范圍等問題。相關(guān)研究顯示,隨著分布式電源和母線間距縮短,其諧波分量會(huì)減少,總處理決定了諧波畸變率,在節(jié)點(diǎn)負(fù)荷增加過程中,畸變量也會(huì)隨之增加。所以,需要對(duì)其接入位置進(jìn)行合理規(guī)劃[4]。
2.4繼電保護(hù)器受到的影響
現(xiàn)階段,我國中壓配電網(wǎng)與低壓配電網(wǎng)等主要采用單電源形式,建立輻射型配電網(wǎng)絡(luò)。此種結(jié)構(gòu)的潮流方向明確、運(yùn)行簡單,同時(shí)故障基本上為瞬時(shí)故障。然而在采用分布式電源之后,會(huì)導(dǎo)致原配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,建立多元網(wǎng)。在此種電源數(shù)量增加過程中或是容量較大,則原系統(tǒng)的保護(hù)效果會(huì)受到影響,無法短時(shí)間判斷以及維修故障問題,對(duì)系統(tǒng)安全性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。為了保證系統(tǒng)運(yùn)行可靠性與安全性,S電力公司的繼電保護(hù)人員應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):①北郊變應(yīng)該增加10kv間隔,安裝110kv故障錄波器。②更換35kv北苑變與110kv黃橋變交直流屏等。
2.5電力系統(tǒng)線路損耗受到的影響
新能源發(fā)電在經(jīng)濟(jì)效益較為突出,而由于新能源發(fā)電裝機(jī)的容量較小,主要由于區(qū)域內(nèi)用電,可以促使電源點(diǎn)不足造成的供電不足問題得到有效解決,同時(shí)用于區(qū)域內(nèi)電力系統(tǒng),能夠有效降低線路損耗,促使新能源利用率得到有效提升。比如,以S電網(wǎng)公司的L變電站,其主變?yōu)?臺(tái),容量是40MW,沒有接入DG前,無法有效滿足當(dāng)?shù)赜秒娦枨?,例如,?019年8月16日,因?yàn)橄募練鉁剌^高,用電高峰期L變站出現(xiàn)了主變過載與滿載等問題,基于此種情況,主要借助輪休用電企業(yè)的方式緩解供電壓力。在變站接入20MW容量DG之后,促使其高峰期主變過載問題得到進(jìn)一步緩解,選擇煤矸石機(jī)組,在35Kv母線上接入。因?yàn)镈G對(duì)無功有功潮流產(chǎn)生一定影響,所以也會(huì)影響電網(wǎng)網(wǎng)損,通過線損理論計(jì)算軟件,以B電廠、G電廠、J電廠、Q電廠接入DG與停運(yùn)DG對(duì)于S地區(qū)電力系統(tǒng)和線損影響展開分析。實(shí)測內(nèi)容與范圍為:S地區(qū)35kv、110kv與220kv變電站中主變?nèi)齻?cè)110kv與220kv進(jìn)出線開關(guān)、總開關(guān)各個(gè)正點(diǎn)無功功率、電流、有功功率等。在實(shí)測當(dāng)?shù)?:00與次日0:00各測依次10kv、35kv、110kv、220kv開關(guān)與總開關(guān)的無功電度表與有功電度表,對(duì)日有功電量與無功電量進(jìn)行計(jì)算。S地區(qū)周邊35變站數(shù)量為1個(gè),110kv變電站數(shù)量為6個(gè),對(duì)其10kv出線開關(guān)每小時(shí)正點(diǎn)電流和無功電量與有功電量進(jìn)行抄錄[5]。通過SCADA系統(tǒng)對(duì)主網(wǎng)無功功率、有功功率、電壓與電流等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。采用潮流計(jì)算軟件開展計(jì)算工作,通過容量法進(jìn)行10kv線損計(jì)算等。見下表。通過上表能夠發(fā)現(xiàn),B電廠、G電廠、J電廠、Q電廠接入DG前線損率為97%,而接入DG之后線損率為96%,所以通過接入DG能夠有效減少電力系統(tǒng)線損率,進(jìn)而有效保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。
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作者:馬誠 單位:西安工程大學(xué)