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摘要:分布式光伏发电的并网运行,不仅仅有利于降低配电网电能损耗,改善终端电压,同时降低能源成本,调节能源结构。分布式光伏发电并入配电网后,使传统配电网由原来的单电源辐射型结构变成多端电源供电系统,改变了潮流分布和电压变化。同时,在发生故障时,由于分布式光伏电源提供了故障电流,也影响了配电网的保护。本文就分析了分布式光伏发电并网对配电网影响,并提出了相应的解决措施。
關键词:分布式光伏;发电并网;配电网;影响
1、分布式光伏发电的基本原理
1.1分布式光伏发电的概念
太阳能是一种分布广泛的清洁能源,分布式光伏发电通过对太阳能的有效利用,可以有效降低化石能源,具有广阔发展前景。太阳能发电有两种方式:①光-热-电方式。②光-电方式。前者效率低、成本高,一般不采用。后者就是我们所说的光伏发电,即利用光生伏特效应将光能直接变为电能的技术。分布式光伏发电是指位于用户附近,所发电能就地利用,以10kV及以下电压等级接入电网,且单个并网点总装机容量不超过6MW的光伏发电项目。
1.2分布式光伏发电系统的组成
①光伏阵列。光伏发电主要依赖的器件是半导体光电二极管,单个光电二极管输出功率非常小,而多个光电二极管串并联则可输出较大功率,即形成光伏阵列,输出电流,是光伏发电系统的核心部件。②直流汇流箱。保证光伏组件有序连接,减少光伏阵列与逆变器之间的连线,内含直流熔断器和断路器等结构,除了具有防雷功能外,还具有汇流箱失效报警,数据采集功能。③直流配电柜。把光伏发电电能分配下级不同站点的配电设备,对负荷提供保护和监控。④并网逆变器。将光伏发电产生的直流电能转变为交流电能,分为集中逆变器和组串逆变器。⑤交流配电柜。统称为交流动力配电中心,是配电系统的末端单元,是分散的小容量配电设备。⑥监控系统。主要是指对光伏发电运营情况进行数据采集、数据整理与数据应用的跟踪、考核、调剂系统。
2、分布式光伏发电并网对配电网的影响
2.1影响配电网运行的安全
从当前来看,中低压的配电网就是经消弧线圈接地系统,利用单侧的电源辐射型的供电网络。分布式光伏发电与配电网接入,配电网能够从辐射型转变为多电源的结构,并且也能够使短路电流流向、大小和潮流以及分布的特性进行有效地改变。
1)继电保护。配电网在短路的情况下,分布式光伏发电并网配电网短路电注的影响,如图1所示。
2号馈线如果开关B与C有短路的现象发生时,无论是分布式光伏发电,还是主电源,都会将短路的电流注入到短路点,从而增大短路的电流。同时,短路点的开关B和开关S2流过来的主电源,其他的馈线的上光伏发电和本馈线上游的接入光伏发电短路的电流,分布式光伏发电短路的电流导致故障段馈线的电压上升,没有光伏发电并网时与电源提供短路电流进行比较,短路电流还是有些降低。
2)配网自动化。根据配电网上短路电流的分布,配网自动化来将故障进地定位。如果某一个区域的端点将短路的电流信息进行上报,而这个区域其他的端点都没有将短路的电流信息进行上报,故障就在这个区域之内;如果其他的端点中最少要有一具短路的电流信息进行上报,而故障没在在这个区域之内。但是,从分布式光伏发电馈线接入的情况来看,如果某一个区域有故障发生时,不但这个区域主电源的侧端会有主网电源所提供的短路电流进行流过,分布式光伏电源与这个区域连接的端点,也会有相应的分布式光伏电源所提供的短路电流进行流过。
2.2影响检修安全
大多数的分布式光伏发电都属于用户的侧并网,如果负荷与出力就地处在平衡状态时,孤岛的效应问题就会存在。对于分布式光伏发电的系统,电力检修人员为了进行维护,接上设备或者网侧线中路时,若分布式光伏发电防孤岛的保护一旦出现功能失效,对于电力检修人员现场作业的安全带来非常大的隐患。
3、分布式光伏发电并网对配电网影响的措施
3.1保证配电网运行安全的措策
1)继电保护。配电网无论是有二相短路发生,还是三相短路发生,分布式光伏电源所提供的短路电流,都不允许超过额定电流1.5倍。分布式光伏并网点的下游远处如果有短路的情况发生时,主电源所提供的短路电流就会减小,减小的幅度既与系统短路的容量有关,又与分布式伏发电的接入容量有关,但是可以忽略。
2)自动化。利用重合闸配合与分布式光伏发电脱网的特性的方法,来将分布式光伏发电对短路影响的消除。下面是改进的策略。①将变电站的重合闸延时的时间延长到2.5~3.5秒。②不保持配电终端所送过的电流的信号,或者将信号所保持的时间缩短到1秒以内。③处理主站故障的功能需要对二次过电流信号叠加分析的功能进行增加。④分布式光伏电源并网的发网容量如果超出线路容量的25%时,对于配电终端故障信息上报的阈值需要重新进行整定,致使设定值提升。
3.2确保检修安全的措施
①检修安全管理的加强。对检修安全进行影响的主要因素就是分布式光伏电源并网的孤岛运行。其一,对于配电网包含分布式光伏电源的并网检修的管理规定进行的制订,对光伏发电与配电网所接的检修安全管理进行强化,送出线路和配电网检修的过程中,分布式光伏电源送电给电网进行避免,以免危及人的生命安全。②《安规》中对安全技术关于保障的措施必须要严格执行,先对电进行检验,如果带电,必须要提前对分布式光伏电源业主进行通知,将进线的开关断开。
3.3规范技术手段
①入网的检测必须要加强,检测分布式并网光伏逆变器欠压的防孤岛保持的功能,致使系统跳开开关以后,自动切除并网光伏的电源系统。②技术监督要加强,加强稽查非常规途径接入的配电网220/280V的分布式光伏电源,致使孤岛解列和检有压合闸开关以及分布式光伏并网的配置失压跳闸功能得以保证。③利用联动的方式,配电的总关跳开以后,下级的所有电源公共连接点开关联动跳开。④将负控的装置加装,进行检修时,分布式光伏电源装置的防孤岛保护失效进,远程控制分布式光伏并网点的开关。
4、结束语
综上所述,在光伏发电过程中,针对并网产生的影响我们要进行充分的考虑,减少对配电网的影响。
参考文献:
[1]宋涛.光伏电站接入对配电网保护的影响[D].华北电力大学(北京),2016.
[2]李亚玲,韦磊,赵景涛,等.分布式光伏并网对配电网电压的影响[J].电源技术,2016.
(作者单位:国网宁夏电力公司吴忠供电公司)
關键词:分布式光伏;发电并网;配电网;影响
1、分布式光伏发电的基本原理
1.1分布式光伏发电的概念
太阳能是一种分布广泛的清洁能源,分布式光伏发电通过对太阳能的有效利用,可以有效降低化石能源,具有广阔发展前景。太阳能发电有两种方式:①光-热-电方式。②光-电方式。前者效率低、成本高,一般不采用。后者就是我们所说的光伏发电,即利用光生伏特效应将光能直接变为电能的技术。分布式光伏发电是指位于用户附近,所发电能就地利用,以10kV及以下电压等级接入电网,且单个并网点总装机容量不超过6MW的光伏发电项目。
1.2分布式光伏发电系统的组成
①光伏阵列。光伏发电主要依赖的器件是半导体光电二极管,单个光电二极管输出功率非常小,而多个光电二极管串并联则可输出较大功率,即形成光伏阵列,输出电流,是光伏发电系统的核心部件。②直流汇流箱。保证光伏组件有序连接,减少光伏阵列与逆变器之间的连线,内含直流熔断器和断路器等结构,除了具有防雷功能外,还具有汇流箱失效报警,数据采集功能。③直流配电柜。把光伏发电电能分配下级不同站点的配电设备,对负荷提供保护和监控。④并网逆变器。将光伏发电产生的直流电能转变为交流电能,分为集中逆变器和组串逆变器。⑤交流配电柜。统称为交流动力配电中心,是配电系统的末端单元,是分散的小容量配电设备。⑥监控系统。主要是指对光伏发电运营情况进行数据采集、数据整理与数据应用的跟踪、考核、调剂系统。
2、分布式光伏发电并网对配电网的影响
2.1影响配电网运行的安全
从当前来看,中低压的配电网就是经消弧线圈接地系统,利用单侧的电源辐射型的供电网络。分布式光伏发电与配电网接入,配电网能够从辐射型转变为多电源的结构,并且也能够使短路电流流向、大小和潮流以及分布的特性进行有效地改变。
1)继电保护。配电网在短路的情况下,分布式光伏发电并网配电网短路电注的影响,如图1所示。
2号馈线如果开关B与C有短路的现象发生时,无论是分布式光伏发电,还是主电源,都会将短路的电流注入到短路点,从而增大短路的电流。同时,短路点的开关B和开关S2流过来的主电源,其他的馈线的上光伏发电和本馈线上游的接入光伏发电短路的电流,分布式光伏发电短路的电流导致故障段馈线的电压上升,没有光伏发电并网时与电源提供短路电流进行比较,短路电流还是有些降低。
2)配网自动化。根据配电网上短路电流的分布,配网自动化来将故障进地定位。如果某一个区域的端点将短路的电流信息进行上报,而这个区域其他的端点都没有将短路的电流信息进行上报,故障就在这个区域之内;如果其他的端点中最少要有一具短路的电流信息进行上报,而故障没在在这个区域之内。但是,从分布式光伏发电馈线接入的情况来看,如果某一个区域有故障发生时,不但这个区域主电源的侧端会有主网电源所提供的短路电流进行流过,分布式光伏电源与这个区域连接的端点,也会有相应的分布式光伏电源所提供的短路电流进行流过。
2.2影响检修安全
大多数的分布式光伏发电都属于用户的侧并网,如果负荷与出力就地处在平衡状态时,孤岛的效应问题就会存在。对于分布式光伏发电的系统,电力检修人员为了进行维护,接上设备或者网侧线中路时,若分布式光伏发电防孤岛的保护一旦出现功能失效,对于电力检修人员现场作业的安全带来非常大的隐患。
3、分布式光伏发电并网对配电网影响的措施
3.1保证配电网运行安全的措策
1)继电保护。配电网无论是有二相短路发生,还是三相短路发生,分布式光伏电源所提供的短路电流,都不允许超过额定电流1.5倍。分布式光伏并网点的下游远处如果有短路的情况发生时,主电源所提供的短路电流就会减小,减小的幅度既与系统短路的容量有关,又与分布式伏发电的接入容量有关,但是可以忽略。
2)自动化。利用重合闸配合与分布式光伏发电脱网的特性的方法,来将分布式光伏发电对短路影响的消除。下面是改进的策略。①将变电站的重合闸延时的时间延长到2.5~3.5秒。②不保持配电终端所送过的电流的信号,或者将信号所保持的时间缩短到1秒以内。③处理主站故障的功能需要对二次过电流信号叠加分析的功能进行增加。④分布式光伏电源并网的发网容量如果超出线路容量的25%时,对于配电终端故障信息上报的阈值需要重新进行整定,致使设定值提升。
3.2确保检修安全的措施
①检修安全管理的加强。对检修安全进行影响的主要因素就是分布式光伏电源并网的孤岛运行。其一,对于配电网包含分布式光伏电源的并网检修的管理规定进行的制订,对光伏发电与配电网所接的检修安全管理进行强化,送出线路和配电网检修的过程中,分布式光伏电源送电给电网进行避免,以免危及人的生命安全。②《安规》中对安全技术关于保障的措施必须要严格执行,先对电进行检验,如果带电,必须要提前对分布式光伏电源业主进行通知,将进线的开关断开。
3.3规范技术手段
①入网的检测必须要加强,检测分布式并网光伏逆变器欠压的防孤岛保持的功能,致使系统跳开开关以后,自动切除并网光伏的电源系统。②技术监督要加强,加强稽查非常规途径接入的配电网220/280V的分布式光伏电源,致使孤岛解列和检有压合闸开关以及分布式光伏并网的配置失压跳闸功能得以保证。③利用联动的方式,配电的总关跳开以后,下级的所有电源公共连接点开关联动跳开。④将负控的装置加装,进行检修时,分布式光伏电源装置的防孤岛保护失效进,远程控制分布式光伏并网点的开关。
4、结束语
综上所述,在光伏发电过程中,针对并网产生的影响我们要进行充分的考虑,减少对配电网的影响。
参考文献:
[1]宋涛.光伏电站接入对配电网保护的影响[D].华北电力大学(北京),2016.
[2]李亚玲,韦磊,赵景涛,等.分布式光伏并网对配电网电压的影响[J].电源技术,2016.
(作者单位:国网宁夏电力公司吴忠供电公司)