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【摘要】对分布式发电技术的概念和优势做了简要论述。从分布式发电系统并网的意义和要求，重点分析了分布式光伏发电系统的关键技术。这不仅为分布式发电技术在电力系统中的广泛应用提供了技术参考，还充分说明妥善解决好并网运行影响,将是分布式发电健康快速发展的关键,对于我国能源结构调整、实现可持续发展具有重要现实意义。
【关键词】分布式发电 并网运行并网控制安全性可靠性
中图分类号：U665.12文献标识码： A 文章编号：
一、定义
分布式发电 (Distributed Generation,简称DG)是指在用户现场或靠近用电现场配置的较小的发电机组(一般低于30MW),以满足用户的电能质量需要和支持现存配电网的经济运行。这些小的发电机组可以是燃料电池,小型燃气轮机,或燃气轮机与燃料电池的混合装置,也可以是包括风力、太阳能、生物质等在内的可再生能源发电系统。
二、DG机组并网的意义
1、集中发电弊端
集中发电、远距离输电和大电网互联是电能生产、输送和分配的主要方式,这种容量越来越大的电网虽有其优点,但他也存在一些弊端：
不能灵活跟踪负荷的变化；
局部事故极易扩散,导致大面积停电；
线路输送损耗高；
2、分布式发电优点
分布式发电具有小型化,对建设场所要求不高,不占用输电走廊,施工周期短,能够迅速应付短期激增的电力需求,供电可靠性高等优点.
3、并网运行的意义
DG机组与现有电力系统并网运行可以有效保证其经济运行,并且大大提高供电可靠性.并网后由于有大的电力系统作为支撑,用户的用电质量可以得到很大改善.当电力系统出现异常故障的时候,DG机组也可以作为备用电源保障重要负荷的用电。
三、DG机组并网的要求
1、并网定义
所谓并网运行是指DG机组在正常运行状态下,与常规配电网在主回路上存在电气连接,连接点一般称为“公共连接点”(简称PCC).电气连接包括电缆直接连接、经过变压器连接、经过逆变器连接等方式。
2、并网方式
DG机组并网运行按照功率交换方式可分为普通并网和并网不上网2种。前者DG机组可以向电网输送多余功率,而后者则严格禁止DG机组的功率外送,即PCC处功率流向只能是从电网流向DG用户。
3、并网电压
一般DG机组都是与35 kV电压等级以下的配电系统并网,根据并网DG机组容量的不同,要选择不同的并网电压.设DG机组容量为S,电压为U,电流为I,则三者满足 ,可见在机组容量一定的情况下,为了减小电流,要相应提高机组电压。 因此,选择适当的并网电压是为了将在PCC点的注入电流控制在合适的范围之内。
4、接入容量
DG机组并网后,会引起系统内潮流的变化,为使这种变化处于可控的范围内,就要对DG机组的容量进行限制.另外,由于DG机组的启、停机不受电系统调度部门的控制,所以如果单台机组容量过大启、停机时就会对周围的用户用电造成较大的影响。
四、DG机组运行参数要求
由于DG机组的容量较小,易受到负荷变化的影响,而且其控制和运行措施还不完善.因此,DG机组并网可能会给电力系统带来不稳定的因素,其主要表现就是在电能量上.为了减少并网带来的影响,保证一般用户的用电利益,各国DG机组并网条例中都对运行参数做出了明确的定。
1、DG机组运行电压范围
供电电压是供电质量的重要指标,供电部门有责任保证供电电压在规定的范围内。
一些工业用户的感应电动机在电压跌落到一定程度以后,会停止转动,吸收大量无功,并使电压进一步降低。
而当电压升高时,负荷运行的电流会增大,导线的发热不能及时散发会加速绝缘老化,甚至会因为超出其设计电压承受能力而损坏。
当DG机组接入电网后,在局部由于多出了一个电源会造成电压被抬高,有可能超出规定的正常范围,为此需要DG机组做出调整,降低出口电压,或减少机组出力。
2、电压波动和闪变
采用感应发电机的DG机组,机组启动的时候会从电网中吸收大量无功,造成电压的跌落,引起闪变.对于一般的DG机组,由于其机组容量小,惯性小,容易受到负荷变化的冲击。
有仿真计算的结果表明,当DG机组强制跟随负荷变化调整机组出力时,如果机组的控制系统调整不当,调整量与实际负荷的变化不匹配,此时会造成发电机出口处电压的幅值在很长的时间内保持周期性波动,频率在6~7Hz之间。
而对于不包含DG机组的配电网,尽管负荷随机扰动同样可能会引起电压的波动,但因配电系统没有电源,系统很快就会达到新的稳定平衡点,而不会出现长时间的持续小幅波动。
3、频率范围
整个电网是一个同步系统,要求所有节点的频率必须保持一致,这样系统才能稳定运行.DG机组并网运行时其发电频率要和电网频率保持一致.
DG机组由于容量较小,占系统比例很小,因此,DG机组的启、停机对于系统的频率没有太大影响,但是电力系统的频率变化会对DG机组造成影响.使用同步发电机的DG机组,在并网运行的时候,发电机运行的频率要和电网频率保持一致,这就要求DG机组的控制系统能够监测电网频率,并调整发电机转速.
4、电压和电流谐波
理想的电力系统,应該能够提供标准的工频正弦波形电压给用户.但实际上,由于非线性负荷等谐波源的存在,电网中存在谐波。
谐波会增加谐波有功和无功,降低电压,浪费电网容量,使电量计量不准,还会造成电容器等电力元件产生过流、升温、击穿等事故,同时谐波还会对继电保护设备产生影响,造成误动。
在有些DG机组中,例如太阳能电站、微燃机机组等,使用逆变器与电网相连,由于逆变器中电力电子开关器件频繁开通和关断,这会给系统带来围绕开关频率附近的谐波分量. DG机组在特殊工况下也会给系统带来谐波。
【参考文献】
李蓓,李兴源;分布式发电及其对配电网的影响[J];国际电力;2005年03期
王希舟;陈鑫;罗龙;甘德强;分布式发电与配电网保护协调性研究[J];继电器;2006年03期
梁有伟,胡志坚,陈允平;分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述[J];电网技术;2003年
王志群,朱守真,周双喜,黄仁乐,王连贵;分布式发电对配电网电压分布的影响[J];电力系统自动化;2004年16期
陈海焱;陈金富;段献忠;含分布式电源的配电网潮流计算[J];电力系统自动化;2006年01期
王建;李兴源;邱晓燕;含有分布式发电装置的电力系统研究综述[J];电力系统自动化;2005年24期
彭辉,樊庆玲,刘会金;配电网中TCSC和SVC的联合补偿[J];电力系统及其自动化学报;2002
作者简介：
汪军基，男，1974年7月22日，籍贯：新疆，特变电工新疆新能源股份有限公司，职称：初级，研究方向：机械设计，学历：本科.
【关键词】分布式发电 并网运行并网控制安全性可靠性
中图分类号：U665.12文献标识码： A 文章编号：
一、定义
分布式发电 (Distributed Generation,简称DG)是指在用户现场或靠近用电现场配置的较小的发电机组(一般低于30MW),以满足用户的电能质量需要和支持现存配电网的经济运行。这些小的发电机组可以是燃料电池,小型燃气轮机,或燃气轮机与燃料电池的混合装置,也可以是包括风力、太阳能、生物质等在内的可再生能源发电系统。
二、DG机组并网的意义
1、集中发电弊端
集中发电、远距离输电和大电网互联是电能生产、输送和分配的主要方式,这种容量越来越大的电网虽有其优点,但他也存在一些弊端：
不能灵活跟踪负荷的变化；
局部事故极易扩散,导致大面积停电；
线路输送损耗高；
2、分布式发电优点
分布式发电具有小型化,对建设场所要求不高,不占用输电走廊,施工周期短,能够迅速应付短期激增的电力需求,供电可靠性高等优点.
3、并网运行的意义
DG机组与现有电力系统并网运行可以有效保证其经济运行,并且大大提高供电可靠性.并网后由于有大的电力系统作为支撑,用户的用电质量可以得到很大改善.当电力系统出现异常故障的时候,DG机组也可以作为备用电源保障重要负荷的用电。
三、DG机组并网的要求
1、并网定义
所谓并网运行是指DG机组在正常运行状态下,与常规配电网在主回路上存在电气连接,连接点一般称为“公共连接点”(简称PCC).电气连接包括电缆直接连接、经过变压器连接、经过逆变器连接等方式。
2、并网方式
DG机组并网运行按照功率交换方式可分为普通并网和并网不上网2种。前者DG机组可以向电网输送多余功率,而后者则严格禁止DG机组的功率外送,即PCC处功率流向只能是从电网流向DG用户。
3、并网电压
一般DG机组都是与35 kV电压等级以下的配电系统并网,根据并网DG机组容量的不同,要选择不同的并网电压.设DG机组容量为S,电压为U,电流为I,则三者满足 ,可见在机组容量一定的情况下,为了减小电流,要相应提高机组电压。 因此,选择适当的并网电压是为了将在PCC点的注入电流控制在合适的范围之内。
4、接入容量
DG机组并网后,会引起系统内潮流的变化,为使这种变化处于可控的范围内,就要对DG机组的容量进行限制.另外,由于DG机组的启、停机不受电系统调度部门的控制,所以如果单台机组容量过大启、停机时就会对周围的用户用电造成较大的影响。
四、DG机组运行参数要求
由于DG机组的容量较小,易受到负荷变化的影响,而且其控制和运行措施还不完善.因此,DG机组并网可能会给电力系统带来不稳定的因素,其主要表现就是在电能量上.为了减少并网带来的影响,保证一般用户的用电利益,各国DG机组并网条例中都对运行参数做出了明确的定。
1、DG机组运行电压范围
供电电压是供电质量的重要指标,供电部门有责任保证供电电压在规定的范围内。
一些工业用户的感应电动机在电压跌落到一定程度以后,会停止转动,吸收大量无功,并使电压进一步降低。
而当电压升高时,负荷运行的电流会增大,导线的发热不能及时散发会加速绝缘老化,甚至会因为超出其设计电压承受能力而损坏。
当DG机组接入电网后,在局部由于多出了一个电源会造成电压被抬高,有可能超出规定的正常范围,为此需要DG机组做出调整,降低出口电压,或减少机组出力。
2、电压波动和闪变
采用感应发电机的DG机组,机组启动的时候会从电网中吸收大量无功,造成电压的跌落,引起闪变.对于一般的DG机组,由于其机组容量小,惯性小,容易受到负荷变化的冲击。
有仿真计算的结果表明,当DG机组强制跟随负荷变化调整机组出力时,如果机组的控制系统调整不当,调整量与实际负荷的变化不匹配,此时会造成发电机出口处电压的幅值在很长的时间内保持周期性波动,频率在6~7Hz之间。
而对于不包含DG机组的配电网,尽管负荷随机扰动同样可能会引起电压的波动,但因配电系统没有电源,系统很快就会达到新的稳定平衡点,而不会出现长时间的持续小幅波动。
3、频率范围
整个电网是一个同步系统,要求所有节点的频率必须保持一致,这样系统才能稳定运行.DG机组并网运行时其发电频率要和电网频率保持一致.
DG机组由于容量较小,占系统比例很小,因此,DG机组的启、停机对于系统的频率没有太大影响,但是电力系统的频率变化会对DG机组造成影响.使用同步发电机的DG机组,在并网运行的时候,发电机运行的频率要和电网频率保持一致,这就要求DG机组的控制系统能够监测电网频率,并调整发电机转速.
4、电压和电流谐波
理想的电力系统,应該能够提供标准的工频正弦波形电压给用户.但实际上,由于非线性负荷等谐波源的存在,电网中存在谐波。
谐波会增加谐波有功和无功,降低电压,浪费电网容量,使电量计量不准,还会造成电容器等电力元件产生过流、升温、击穿等事故,同时谐波还会对继电保护设备产生影响,造成误动。
在有些DG机组中,例如太阳能电站、微燃机机组等,使用逆变器与电网相连,由于逆变器中电力电子开关器件频繁开通和关断,这会给系统带来围绕开关频率附近的谐波分量. DG机组在特殊工况下也会给系统带来谐波。
【参考文献】
李蓓,李兴源;分布式发电及其对配电网的影响[J];国际电力;2005年03期
王希舟;陈鑫;罗龙;甘德强;分布式发电与配电网保护协调性研究[J];继电器;2006年03期
梁有伟,胡志坚,陈允平;分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述[J];电网技术;2003年
王志群,朱守真,周双喜,黄仁乐,王连贵;分布式发电对配电网电压分布的影响[J];电力系统自动化;2004年16期
陈海焱;陈金富;段献忠;含分布式电源的配电网潮流计算[J];电力系统自动化;2006年01期
王建;李兴源;邱晓燕;含有分布式发电装置的电力系统研究综述[J];电力系统自动化;2005年24期
彭辉,樊庆玲,刘会金;配电网中TCSC和SVC的联合补偿[J];电力系统及其自动化学报;2002
作者简介：
汪军基，男，1974年7月22日，籍贯：新疆，特变电工新疆新能源股份有限公司，职称：初级，研究方向：机械设计，学历：本科.