新能源接入对主动配电网的影响郭俊杰

新能源接入对主动配电网的影响郭俊杰

(内蒙古鄂尔多斯电业局内蒙古自治区鄂尔多斯017000)

摘要:随着社会的发展,新能源的应用势在必行,国外的一些相关领域在主动配电网与分布式发电的影响因素上进行了分析和研究,从电能质量、设计规划以及管理控制方面分别对新能源的接入所产生的影响进行了讨论、研究,并提出了相对应的解决方案设想。

关键词:新能源;主动配电网;影响

随着分布式光伏、风电、生物质等新能源接入以及电动汽车充放电站的逐渐普及,使得传统配电网在运行的灵活性、安全性和经济性等方面都面临更大的挑战。国民经济的快速发展对配电网提出了安全可靠、优质高效、灵活互动的三大目标,其核心是要求配电网具有更高的供电可靠性和自愈功能,以最大限度减少供电故障对用户的影响。传统配电网向主动配电网(activedistributionnetwork,ADN)模式的过渡和发展已势在必行。

就目前而言,在电网的相关研究上主要分四个类型:第一类,主要是进行研究分布式用电设备对传统电网的影响;第二类,主要是针对主动配电网的基本概念以及研究框架方面;第三类,在主动配电网的运行管理与控制上,主要源于对主动配电网在体系本身还没有真正形成统一的认识,因此该类型的研究方向大多是针对在电压的控制、对负荷的控制以及在配网优化与规划算法上的改进等;第四类,主要是针对主动配电网技术在实际可行性方面进行了探讨与研究。本文主要是对主动配电网在应用方面进行分析、讨论和研究,并做好对新能源的主动配电网系统规划设计。

一、主动配电网概念与特征

1、主动配电网的概念

在“主动配电网的运行与发展”的研究报告中指出,主动配电网就是通过使用灵活的网络技术拓扑来进行管理潮流,以达到对局部范围内分布式能源进行主动控制和管理的实际配电系统。在分布式能源的界定上,主要有分布式发电、电储能和可控负荷等。但在实际的发展过程中,由于缺乏核心运算工具,除了少数国家以外,大部分国家都没有把ADS规划进配电网和作为运行的必要内容,而且在主动管理和控制方面,现在仍然处于最初级的实用阶段。中国电力科学研究院范明天教授对关于ADS在国际上的技术进展进行了大量跟踪和分析。结果表明:鉴于核心计算工具的缺乏,除欧洲部分国家外,大多数国家并没有将ADS纳入配电网规划和运行的必需内容,且主动管理和主动控制现在仍处于初始阶段。

2、主动配电网的特征

ADS是当分布式新能源大规模接入配电网后,以“分布式新电源-配电网-用电负荷”三元结构为特征的一种新配用电技术。鉴于以上功能实现要求,ADS应具备以下4个特征:

(1)有可控的分布式资源;

(2)有较为完善的可观可控能力;

(3)有实现协调优化管理的控制中心;

(4)有可灵活调节的网络拓扑结构。

主动配电网具有可控性和可观性,以充分体现这方面的主动性。在可观性方面的主要体现是可以做到监测主网以及配电网与用户方面的负荷同分布式电源的主要运行状态,在这种情况下来预测其发展状态,并合理提出相应的优化控制方法;在可控性方面的主要体现是在分布式电源、负荷以及储能等的控制灵活性方面,当制定出优化协调方面的策略后,就可以利用控制中心来进行执行。主动性主要体现在能预判有可能出现的危险并制定应对策略,通过控制中心有效执行,而不像传统配电网只能在故障发生后才被动采取措施。

二、新能源发电接入主配电网的影响

1、新能源的接入对电能质量上的影响

新能源的接入直接影响到配电网的电能质量。很多新能源如风能及太阳能都直接受到环境的影响,环境条件好发电多,环境条件恶劣则发电少,并不稳定,具有间接性。并且,相关设备的电力元器件具有整流逆变性能,发电时会出现直流与谐波,一旦进入到电网会影响配电网的电压,造成传输中的电能质量存在问题,也会加重系统仪表与设备的负荷,使得检测到的数据不稳定。

并网电能的使用存在很多的随机因素,并网过程中会出现强冲击电流,影响到电网中电力频率与电压,造成相关数据出现偏差与波动,使馈线中的潮流发生变动,影响稳态电压在分布以及无功上的相关特性,最终使电网不可控性加大,调峰的实际容量余度出现偏差。

过多地启动新能源的发电单元会加大配电网络的负荷变动,从而难以更好地对电压进行调整。新能源发电装置配备有很多电子设备,与传统电网在调控上存在很大差别,如果出现问题,会引起电流进入电网,造成电网安全问题。

2、新能源的接入会造成配电网的损伤

一直以来我国配电网都属于单向式的电源辐射性的网络类型,一旦新能源接入,原有的配电网将会转变成在用户之间形成互联的多点弱环类型,电网分布形式需要从根本上转变,而且难以监测到线路负荷的大小与方向。配电网的损伤涉及到网络负载,并且与直接电源的实际所在地、实际容量相关。

3、新能源的接入对配电网的并网标准

就目前来说,我国在新能源的并网标准方面还没有建立一个统一的规定,大中型的新能源在发电并网上对实际电力系统的安全、电能的质量和电网的调度与运行方面都存在着影响。在接入电网系统后,在有功功率与无功功率的控制方面,电力质量与穿越能力等这些方面的实际检测方法也不够完善,主要包括对逆变器、控制器、双向计量装置、输配电装置以及在安全性的检测。随着现在大中型新能源在并网系统上的发展,对电网的兼容能力、电量调度的管理与运行和相关配套政策等各个层次上都提出了更高的标准和要求。

三、对未来新能源接入主动配电网方面的展望

1、配电网智能化

未来配电网将会朝着智能化方向发展,当前受到地域限制的光伏发电、风力发电等新能源可通过建立微型管理系统的方式摆脱地域对使用管理的制约,从而能够更加自如地对电力进行管理使用。主要是借助相关的电力技术在现有配电网的低压侧进行组网或者并网,通过智能化的控制器来对系统进行操作控制,当所需要的条件都得到满足后就能够自动完成电力网络的组建与合并,而当条件不成熟时,系统会自动进行连接网的断开处理。这种新型的管理方式不像过去一样需要配电站设施进行对应,从而降低配电成本,还能够降低电力在配电网线路传输上的功率消耗。另外,有效针对实际电压的性能在末端以及系统中根据实际需求进行调节,有利于降低供电企业在线路损耗上花费的管理成本,减少运行管理工作量。

2、数据自动化采集与应用

配电网将会朝着数据自动化采集与应用方向发展,实现信息智能化双向交互。系统对接运营商的数据库,自行对配电网的相关数据与信息进行采集整理,同时有效对电压、谐波、电流等数据指标进行检测分析,实现智能监控的效果。

3、电动车的推广与普及

利用电动汽车,可以减少在不可再生资源上的消耗,同时也提高了在环境上的改善。但是,同时也要考虑在电力上的需求,一旦电动车普及,只利用大型电厂的电力来供应是不能满足现实对电力的需求的。只有在新能源的利用上进行突破,才能从根本上解决我国在能源的方面的问题。就目前来说,还不是电动汽车行业发展的最好时机,只有在解决了电力供应的问题以后再进行这方面的考虑。

结束语

综上所述,为了适应时代的需求,在新能源接入主动配电网所存在的影响方面,必须得到相应的解决,主动配电网是未来的发展方向,新能源在与主动配电网上存在的问题,本文提出的在新能源和主动配电网之间的问题分析,希望可以为以后的研究提供参考和借鉴的价值。

参考文献

[1]杨德平,高伟,刘立伟,齐占宇.新能源接入对智能配电网的影响[J].企业导报,2014,(21).

[2]丁明,石雪梅.新能源接入对主动配电网的影响[J].电力建设,2015,(1).

郭俊杰身份证号140421XXXXXXXX6812

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