新能源分布式發(fā)電并網(wǎng)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的影響分析.doc

新能源分布式發(fā)電并網(wǎng)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的影響分析摘要：實(shí)現(xiàn)就地能源的開發(fā)與利用，減少遠(yuǎn)距離輸電的損耗，一種高效、環(huán)保、靈活的新型發(fā)電技術(shù)分布式發(fā)電(DistributedGeneration，DG)成為智能電網(wǎng)中一項(xiàng)重要的組成部分，很快成為電力系統(tǒng)新的研究熱點(diǎn)。目前，對(duì)分布式電源的研究已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，并且在電能生產(chǎn)中所占比重不斷增加。分布式電源的廣泛應(yīng)用將對(duì)傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)產(chǎn)生極大的影響，包括配電網(wǎng)的電能質(zhì)量、系統(tǒng)可靠性、繼電保護(hù)等方面通過研究分布式電源對(duì)配電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響將更好的指導(dǎo)我們?nèi)绾纬浞职l(fā)揮分布式電源的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；分布式發(fā)電；并網(wǎng)；電能質(zhì)量1、引言按照分布式發(fā)電使用的能源是否再生，可以將分布式發(fā)電分為兩大類。一類是基于可再生能源的分布式發(fā)電技術(shù)，主要包括：風(fēng)能發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、生物質(zhì)能等發(fā)電形式；另一類是使用不可再生能源發(fā)電的分布式發(fā)電，主要有：內(nèi)燃機(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、熱電聯(lián)產(chǎn)等發(fā)電形式。目前幾種主要的分布式發(fā)電形式及特點(diǎn)：(1)風(fēng)能發(fā)電將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電技術(shù)。風(fēng)能蘊(yùn)藏量巨大，可再生，分布廣，具有明顯的環(huán)保效益。且發(fā)電成本低，規(guī)模效益比較顯著。風(fēng)能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得較為成熟。風(fēng)力發(fā)電形式有并網(wǎng)型（工程科技論文發(fā)表-論文發(fā)表向?qū)ЬW(wǎng)江編輯加扣二三三五一六二五九七）和離網(wǎng)型兩種。其中并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電是大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電的主要形式，是近年來風(fēng)電發(fā)展的主要趨勢。離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電可以為偏遠(yuǎn)地區(qū)或無電網(wǎng)的地區(qū)提供電能。(2)太陽能發(fā)電目前應(yīng)用較多的是太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。其原理是利用半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。目前太陽能光伏發(fā)電的成本太高，但是光能是取之不盡用之不竭的清潔能源，而且不受地域限制，發(fā)電裝置安全可靠，規(guī)模靈活，其發(fā)展前景仍然被廣泛看好。(3)生物質(zhì)發(fā)電生物質(zhì)發(fā)電是利用生物質(zhì)，例如：秸稈、垃圾、沼氣、農(nóng)林廢棄物等，直接燃燒將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電方式。它是一種可再生能源發(fā)電，其發(fā)電成本低，容易控制，環(huán)保綜合利用效果好。但電能轉(zhuǎn)換的效率低，生物質(zhì)燃料供給較困難。生物質(zhì)發(fā)電的容量和規(guī)模受到限制。(4)微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電以天然氣、甲烷、汽油、柴油為燃料的超小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)。其發(fā)電效率較高，且體積小、質(zhì)量輕、污染小、運(yùn)行維護(hù)簡單。2分布式發(fā)電的優(yōu)勢DG技術(shù)可用發(fā)電的余熱來制熱、制冷，因此能源得以合理的梯級(jí)利用，從而可提高能源的利用效率(達(dá)7090)，此外還可降低初投資費(fèi)用和網(wǎng)損。(1)環(huán)保性因其采用天然氣做燃料或以氫氣、太陽能、風(fēng)能為能源，故可以緩解石油、煤等不可再生能源的供給壓力，可以減少有害物的排放總量，減輕環(huán)保的壓力；大量的就近供電減少了大容量遠(yuǎn)距離高電壓輸電線的建設(shè)，由此不但減少了高壓輸電線的電磁污染，也減少了高壓輸電線的征地面積和線路走廊，減少了對(duì)線路下樹木的砍伐，有利于環(huán)保。(2)能源利用的多樣性分布式發(fā)電可利用多種能源，如潔凈能源(天然氣)、新能源(氫)和可再生能源(風(fēng)能和太陽能等)，并同時(shí)為用戶提供冷、熱、電等多種能源應(yīng)用方式，因此是解決能源危機(jī)和能源安全問題的一種很好的途徑。(3)提高供電可靠性在建設(shè)大型電廠的趨勢有增無減之時(shí)，電網(wǎng)的急速膨脹對(duì)供電的安全與穩(wěn)定帶來很大威脅，一旦電廠和輸電干線發(fā)生故障將導(dǎo)致大面積停電。DG采用性能先進(jìn)的控制設(shè)備，開停機(jī)方便、操作簡單、負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活、與大電網(wǎng)配合可大大提高供電可靠性，彌補(bǔ)其安全穩(wěn)定性方面的不足，在電網(wǎng)崩潰和意外災(zāi)害(地震、暴風(fēng)雪人為破壞、戰(zhàn)爭)情況下可維持重要用戶的供電。分布式供電還可以優(yōu)化現(xiàn)有電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，完善大電網(wǎng)分層分區(qū)體系，提高大電網(wǎng)穩(wěn)定性和事故防御能力。3分布式發(fā)電并網(wǎng)的影響31對(duì)網(wǎng)損的影響分布式發(fā)電DG可能增大或減少網(wǎng)損，這取決于DG的位置、容量、負(fù)荷量的相對(duì)大小以及網(wǎng)絡(luò)（工程科技論文發(fā)表-論文發(fā)表向?qū)ЬW(wǎng)江編輯加扣二三三五一六二五九七）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等因素。在負(fù)荷附近接入DG將使整個(gè)配電網(wǎng)的負(fù)荷分布發(fā)生變化：(1)配電網(wǎng)中所有負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的負(fù)荷量均大于該節(jié)點(diǎn)DG的發(fā)電量時(shí)網(wǎng)絡(luò)所有線路的損耗減小。(2)配電網(wǎng)中至少有一個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的負(fù)荷量小于該節(jié)點(diǎn)DG的發(fā)電量，但整個(gè)配電網(wǎng)的總負(fù)荷量大于所有DG的發(fā)電總量時(shí)可能導(dǎo)致某些線路的損耗增加，但總體線路損耗將減小。(3)配電網(wǎng)中至少有一個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的負(fù)荷量小于該節(jié)點(diǎn)DG的發(fā)電量，且總負(fù)荷量小于所有DG的發(fā)電總量時(shí)，若發(fā)電總量小于2倍的負(fù)荷總量，則DG影響與相同，否則將增加網(wǎng)損。32對(duì)電壓分布的影響在傳統(tǒng)配電網(wǎng)中，隨著負(fù)荷的變化，系統(tǒng)電壓也會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。分布式電源接入后對(duì)電壓的影響可以分為以下三種情況：(1)當(dāng)分布式電源輸出量的控制可以隨著負(fù)荷的變動(dòng)而調(diào)整時(shí)，分布式電源的接入可以有效地改善系統(tǒng)電壓波動(dòng)的狀況；(2)當(dāng)接入的分布式電源的輸出量具有較大的隨機(jī)性和波動(dòng)性(比如風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電等不可再生能源)，此時(shí)分布式電源的出力更加難以控制，可能會(huì)加重系統(tǒng)電壓波動(dòng)的狀況：33對(duì)系統(tǒng)保護(hù)的影響由于分布式電源的接入可能導(dǎo)致雙向潮流，并且一些分布式電源(如風(fēng)電)出力的隨機(jī)性和波動(dòng)性將導(dǎo)致其頻繁的投切，這些都對(duì)傳統(tǒng)的繼電保護(hù)產(chǎn)生極大的威脅，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)對(duì)于繼電保護(hù)中的電流保護(hù)，在未接入分布式電源之前，當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，繼電器可以通過（工程科技論文發(fā)表-論文發(fā)表向?qū)ЬW(wǎng)江編輯加扣二三三五一六二五九七）檢測到故障電流及時(shí)動(dòng)作；在分布式電源接入以后，系統(tǒng)潮流的大小和方向都可能發(fā)生變化，進(jìn)而可能和故障電流疊加后使流過繼電器中的電流減少，繼電保護(hù)因此可能失效，甚至可能出現(xiàn)保護(hù)的死區(qū)。(2)分布式電源一般安裝在母線上，當(dāng)母線附近區(qū)域發(fā)生故障時(shí)，分布式電源的出力可能使得所在線路繼電器檢測到的電流火于繼電保護(hù)的整定值，進(jìn)而發(fā)生誤動(dòng)作，引發(fā)無故障跳閘。(3)分布式電源對(duì)自動(dòng)重合閘的影響。電力系統(tǒng)中的故障大多數(shù)是瞬時(shí)的，因此自動(dòng)重合閘裝置可以有效地對(duì)因?yàn)樗矔r(shí)故障而跳開的線路斷路器重新合閘，從而大大增加了供電的可靠性。當(dāng)分布式電源接入以后，當(dāng)線路發(fā)生故障跳開時(shí)，如果分布式電源繼續(xù)向故障點(diǎn)供電，就有可能造成持續(xù)電弧，導(dǎo)致絕緣子擊穿，自動(dòng)重合閘失敗。34對(duì)電能質(zhì)量的影響分布式發(fā)電DG并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的電能質(zhì)量影響主要體現(xiàn)在：(1)造成系統(tǒng)的電壓閃變：DG的起動(dòng)和停運(yùn)與用戶需求氣候條件等眾多因素有關(guān)，其不確定性易造成配電網(wǎng)明顯的電壓閃變；同時(shí)，若DG輸出突然變化，DG和反饋環(huán)節(jié)的電壓控制設(shè)備相互影響也易直接或間接引起電壓閃變；(2)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生諧波污染：基于電力電子技術(shù)逆變器的開關(guān)器件頻繁開斷易產(chǎn)生開關(guān)頻率附近的諧波分量，對(duì)電網(wǎng)造成諧波污染；(3)會(huì)對(duì)系統(tǒng)電壓的波動(dòng)，進(jìn)而影響用戶電器設(shè)備的穩(wěn)定性能。35對(duì)電網(wǎng)可靠性的影響分布式發(fā)電DG對(duì)電網(wǎng)可靠性的影響要視具體情況而定：(1)系統(tǒng)正常工作時(shí)與配電網(wǎng)配合良好的DG可緩解配電網(wǎng)的過負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)堵塞，增加其輸電裕度，（工程科技論文發(fā)表-論文發(fā)表向?qū)ЬW(wǎng)江編輯加扣二三三五一六二五九七）同時(shí)可緩解電壓驟降，增強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)能力，減少其損耗；DG作為后備電源，在系統(tǒng)停電時(shí)仍可為用戶提供電源以減少其停電時(shí)間，有利于提高配電網(wǎng)的可靠性水平。(2)與配電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備配合不好時(shí)DG可能使相連接的系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)作，同時(shí)，DG安裝地點(diǎn)不適當(dāng)、容量和連接方式也會(huì)降低配電網(wǎng)可靠性。4結(jié)束語隨著分布式發(fā)電技術(shù)水平的提高、各種分布式電源設(shè)備性能的不斷