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摘要:光伏发电作为一种环境友好、节能的电源模式,具有节能、高效的特点。因此,在配电网的建设中,可以将光伏发电与配电网相连,以有效地提高配电网的质量。通过本文了解到,为了解决光伏发电与智能配电网相连的输出功能、电压等问题,需要优化电能的调度,提高系统运行的协调性,以确保智能电网的正常供电不受影响。
关键词:光伏发电;智能配电网系统;有效对策
中图分类号:TM933 文献标志码:A
1光伏发电现状分析
随着能源需求的逐步增加,光伏发电的应用范围也在不断扩大。传统的石油和煤炭工业已经不能满足人们的需求。为了缓解人与资源的矛盾,我们必须开发新能源。与传统能源相比,光能发电不仅可以解决传统能源短缺的问题,而且可以满足人们生产和生活中对光能的需求。中国的光资源非常丰富,与其他资源相比,光资源的分布非常均匀。光伏发电与配电网相连,不仅可以满足电子资源供应的需求,而且可以减少传统资源的消耗,保护现有的生态环境。光能本身就是一种清洁能源,不仅为人们提供电力,而且具有很高的安全性优势[1]。
2光伏发电接入智能配电网后的系统问题
2.1电压稳定性较差
智能电网中接入光伏发电后,会对系统产生十分显著的影响。光伏发电是一种间歇性分布式能源,其自身的稳定性较差,会威胁到系统电压控制和电源输送的稳定性。天气和光照强度等自然因素均会对光伏发电的发电量产生十分显著的影响,配电网系统中接入光伏发电后,会大大降低电压的稳定性,进而影响电力系统的供电质量,甚至出现短路和断路等故障[2]。如在大规模光伏发电站,可能受到电压过高的影响,而出现系统运行异常或中止运行的问题。
2.2改变系统结构和潮流
智能配电网中并入光伏发电后,系统内的负荷量会发生十分显著的变化,同时也会出现电流分布不均的情况。再者,并网后,电网的结构也发生了较为明显的变化,进而降低供电质量,阻碍人们的生活日常,并在一定程度上影响电力产业的稳步前行。另外,系统运行中会出现电流不规则交替和转化等问题,从而削弱供电系统变化的灵活性,不利于系统的平稳运行。现阶段,研究人员采取多种方式积极研究开发更为稳定和安全的电网系统,以期高度发挥潮流的作用和价值,创建完善且全面的配电潮流系统,以系统潮流保障电力输送[3]。
2.3谐波污染明显
智能配电网中接入光伏发电后,系统直流在逆变转化的作用下形成交流电,该过程中会产生大量的谐波,进而使电网出现谐波污染问题。电网当中的光伏并电网系统容易出现超负荷运行的问题,对此,需结合实际设计滤波器,严格控制直流电与交流电转化过程中谐波污染的程度。现阶段,光伏发电接入到智能配电网后,系统的发电量占比显著增大。对此,有关部门需采取针对性措施治理谐波污染。如无法保证管理的有效性,出现谐波能量叠加问题,则谐波污染就会超出可控的范围,若供电系统中出现若干谐波源,则并电系统内可能会产生其他谐波,进一步影响供电的质量。
3解决光伏发电接入智能配电网后的系统问题的有效措施
3.1加强电能质量监控
光伏发电并入配电网后,会直接降低配电系统的电能质量,经常出现电压闪烁、电压短路等诸多电能质量问题和隐患。加大电网系统电能质量控制力度,可增强电网运行的安全性和稳定性。对此,工作人员可减少分布式电源开关的操作次数,采用逆变器在智能配电网中并入光伏发电电源,最大限度地规避光伏电源输出功率变化,进而影响系统电压。为控制谐波污染,还需在谐波电压较高的母线上安装滤波器[4]。研究人员也要积极研究多功能逆变器,逆变器与滤波器共同工作,借助额定电压最大输出功率监控逆变器输出电流,有效控制谐波电压,减少谐波对电能质量的负面影响。
3.2优化继电保护设计
智能配电网并入光伏发电后,配电网是一种多能源合并的电源系统,电网当中原有的继电保护装置无法保证继电保护的效果。因此,需结合实际不断优化和完善系统继电保护,明确其保护方向。如系统发生运行故障,则工作人员需及时切断分布式电源,调至原继电保护方式。该方式可在一定程度上影响系统的运行速度,并未充分考量分布式电源断开的时限,且在切断电源的过程中也会引发诸多的质量问题。对此,人员要调整切断电源过程中的時限配合,为分布式电源独立配电,这种设计方式能够在分布式电源处于故障状态下,借助继电保护规避大范围停电现象,从而改进电力系统的运行质量[5]。
3.3重视故障评估
处理配电系统的稳定性评估结果与诸多因素均有着十分紧密的联系。如并入方式、接入地点和电源的运行特点等。光伏发电或其他分布式电源接入到配电网后,能够增强系统运行的稳定性。但是若将光伏发电或其他分布式电源并入配电网,则系统的稳定性也会随之下降。所以,并入时务必认真分析和评估光伏发电运行的主要特点,同时综合探究运行特点对电网运行质量的影响,研究最佳接入方式、最佳接入点、系统运行中可能出现的问题以及问题的对策,设计评估和处理方案,在评估的过程中要将当地的气候条件及系统的建设成本纳入到评估指标中。
3.4预测输出功率
预测光伏发电输出功率能够更好地把控光伏发电运行概况,同时也可积极协调电网电流分布、负荷分布的关系。光伏发电有效输出功率预测的研究十分有限,且研究缺乏深度。预测中,工作人员需结合系统实际完成光伏发电配网建模,并依据电站位置的光照敷设至模拟光伏发电功率,借助专业的计算公式预测输出功率。但是,很多因素均会影响光伏电源的输出功率,且其极易发生较大的变化。因此,在未来的发展中依然需要加大研究力度,开发更为合理和完善的预测方法。
3.5深入研究微网变化
近年来,微网管理技术得以广泛应用,微网能够有效管理配电系统内部中小容量分布式电源,而且电源接入电网后也会影响微网的运行状态。目前,我国智能配电网发展水平显著提高,分布式电源在配电网中合并使用,已成为重要的发展趋势。微网设计需充分满足该技术的整体发展趋势,改进配电网系统管理的整体质量[6]。在研究的过程中,还需全面考量微网的结构、电源的容量、负荷分布以及电源接入的基本方法,分析分布式电源接入智能配电网后,微网可能发生的变化,以此为基础完成微网建模。与此同时,仔细研究不同类型的扰动问题。在不同的接触和控制方法下,研究微网的动态特点。
结语
随着我国科技发展水平的提升,人们对光伏发电接入智能配电网工作的重视度也在逐渐提高。光伏发电并入配电网后,直接影响着配电系统的运行质量,无法充分满足人们的生产和生活需要。对此,有必要结合实际采取有效的解决措施,合理设计配电系统,完善智能配电网供电机制,以此促进供电系统的稳定运行。
参考文献
[1]吴冬皓.含微网的智能配电网规划研究[D].东南大学,2018.
[2]周昀.含分布式电源配电网动态特性分析及评估方法研究[D].华中科技大学,2018.
[3]钱越.智能配电网动态特性优化控制研究[D].华中科技大学,2018.
[4]赵腾.智能配电网大数据环境下的电力负荷及光伏电源时空分布预测方法研究[D].上海交通大学,2018.
[5]魏炜,高涵,朱洁,徐弢,赵贺,李子衿.基于系统动力学的智能配电网可持续发展能力评估[J].电力系统及其自动化学报,2018,30(01):1-7+21.
[6]杨海波.智能配电网储能系统的技术经济综合评价方法研究[D].上海交通大学,2017.
关键词:光伏发电;智能配电网系统;有效对策
中图分类号:TM933 文献标志码:A
1光伏发电现状分析
随着能源需求的逐步增加,光伏发电的应用范围也在不断扩大。传统的石油和煤炭工业已经不能满足人们的需求。为了缓解人与资源的矛盾,我们必须开发新能源。与传统能源相比,光能发电不仅可以解决传统能源短缺的问题,而且可以满足人们生产和生活中对光能的需求。中国的光资源非常丰富,与其他资源相比,光资源的分布非常均匀。光伏发电与配电网相连,不仅可以满足电子资源供应的需求,而且可以减少传统资源的消耗,保护现有的生态环境。光能本身就是一种清洁能源,不仅为人们提供电力,而且具有很高的安全性优势[1]。
2光伏发电接入智能配电网后的系统问题
2.1电压稳定性较差
智能电网中接入光伏发电后,会对系统产生十分显著的影响。光伏发电是一种间歇性分布式能源,其自身的稳定性较差,会威胁到系统电压控制和电源输送的稳定性。天气和光照强度等自然因素均会对光伏发电的发电量产生十分显著的影响,配电网系统中接入光伏发电后,会大大降低电压的稳定性,进而影响电力系统的供电质量,甚至出现短路和断路等故障[2]。如在大规模光伏发电站,可能受到电压过高的影响,而出现系统运行异常或中止运行的问题。
2.2改变系统结构和潮流
智能配电网中并入光伏发电后,系统内的负荷量会发生十分显著的变化,同时也会出现电流分布不均的情况。再者,并网后,电网的结构也发生了较为明显的变化,进而降低供电质量,阻碍人们的生活日常,并在一定程度上影响电力产业的稳步前行。另外,系统运行中会出现电流不规则交替和转化等问题,从而削弱供电系统变化的灵活性,不利于系统的平稳运行。现阶段,研究人员采取多种方式积极研究开发更为稳定和安全的电网系统,以期高度发挥潮流的作用和价值,创建完善且全面的配电潮流系统,以系统潮流保障电力输送[3]。
2.3谐波污染明显
智能配电网中接入光伏发电后,系统直流在逆变转化的作用下形成交流电,该过程中会产生大量的谐波,进而使电网出现谐波污染问题。电网当中的光伏并电网系统容易出现超负荷运行的问题,对此,需结合实际设计滤波器,严格控制直流电与交流电转化过程中谐波污染的程度。现阶段,光伏发电接入到智能配电网后,系统的发电量占比显著增大。对此,有关部门需采取针对性措施治理谐波污染。如无法保证管理的有效性,出现谐波能量叠加问题,则谐波污染就会超出可控的范围,若供电系统中出现若干谐波源,则并电系统内可能会产生其他谐波,进一步影响供电的质量。
3解决光伏发电接入智能配电网后的系统问题的有效措施
3.1加强电能质量监控
光伏发电并入配电网后,会直接降低配电系统的电能质量,经常出现电压闪烁、电压短路等诸多电能质量问题和隐患。加大电网系统电能质量控制力度,可增强电网运行的安全性和稳定性。对此,工作人员可减少分布式电源开关的操作次数,采用逆变器在智能配电网中并入光伏发电电源,最大限度地规避光伏电源输出功率变化,进而影响系统电压。为控制谐波污染,还需在谐波电压较高的母线上安装滤波器[4]。研究人员也要积极研究多功能逆变器,逆变器与滤波器共同工作,借助额定电压最大输出功率监控逆变器输出电流,有效控制谐波电压,减少谐波对电能质量的负面影响。
3.2优化继电保护设计
智能配电网并入光伏发电后,配电网是一种多能源合并的电源系统,电网当中原有的继电保护装置无法保证继电保护的效果。因此,需结合实际不断优化和完善系统继电保护,明确其保护方向。如系统发生运行故障,则工作人员需及时切断分布式电源,调至原继电保护方式。该方式可在一定程度上影响系统的运行速度,并未充分考量分布式电源断开的时限,且在切断电源的过程中也会引发诸多的质量问题。对此,人员要调整切断电源过程中的時限配合,为分布式电源独立配电,这种设计方式能够在分布式电源处于故障状态下,借助继电保护规避大范围停电现象,从而改进电力系统的运行质量[5]。
3.3重视故障评估
处理配电系统的稳定性评估结果与诸多因素均有着十分紧密的联系。如并入方式、接入地点和电源的运行特点等。光伏发电或其他分布式电源接入到配电网后,能够增强系统运行的稳定性。但是若将光伏发电或其他分布式电源并入配电网,则系统的稳定性也会随之下降。所以,并入时务必认真分析和评估光伏发电运行的主要特点,同时综合探究运行特点对电网运行质量的影响,研究最佳接入方式、最佳接入点、系统运行中可能出现的问题以及问题的对策,设计评估和处理方案,在评估的过程中要将当地的气候条件及系统的建设成本纳入到评估指标中。
3.4预测输出功率
预测光伏发电输出功率能够更好地把控光伏发电运行概况,同时也可积极协调电网电流分布、负荷分布的关系。光伏发电有效输出功率预测的研究十分有限,且研究缺乏深度。预测中,工作人员需结合系统实际完成光伏发电配网建模,并依据电站位置的光照敷设至模拟光伏发电功率,借助专业的计算公式预测输出功率。但是,很多因素均会影响光伏电源的输出功率,且其极易发生较大的变化。因此,在未来的发展中依然需要加大研究力度,开发更为合理和完善的预测方法。
3.5深入研究微网变化
近年来,微网管理技术得以广泛应用,微网能够有效管理配电系统内部中小容量分布式电源,而且电源接入电网后也会影响微网的运行状态。目前,我国智能配电网发展水平显著提高,分布式电源在配电网中合并使用,已成为重要的发展趋势。微网设计需充分满足该技术的整体发展趋势,改进配电网系统管理的整体质量[6]。在研究的过程中,还需全面考量微网的结构、电源的容量、负荷分布以及电源接入的基本方法,分析分布式电源接入智能配电网后,微网可能发生的变化,以此为基础完成微网建模。与此同时,仔细研究不同类型的扰动问题。在不同的接触和控制方法下,研究微网的动态特点。
结语
随着我国科技发展水平的提升,人们对光伏发电接入智能配电网工作的重视度也在逐渐提高。光伏发电并入配电网后,直接影响着配电系统的运行质量,无法充分满足人们的生产和生活需要。对此,有必要结合实际采取有效的解决措施,合理设计配电系统,完善智能配电网供电机制,以此促进供电系统的稳定运行。
参考文献
[1]吴冬皓.含微网的智能配电网规划研究[D].东南大学,2018.
[2]周昀.含分布式电源配电网动态特性分析及评估方法研究[D].华中科技大学,2018.
[3]钱越.智能配电网动态特性优化控制研究[D].华中科技大学,2018.
[4]赵腾.智能配电网大数据环境下的电力负荷及光伏电源时空分布预测方法研究[D].上海交通大学,2018.
[5]魏炜,高涵,朱洁,徐弢,赵贺,李子衿.基于系统动力学的智能配电网可持续发展能力评估[J].电力系统及其自动化学报,2018,30(01):1-7+21.
[6]杨海波.智能配电网储能系统的技术经济综合评价方法研究[D].上海交通大学,2017.