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分布式電源系統設計論文
1分布式電源并網(wǎng)對電壓分布的影響
配電系統的基本單元是饋線(xiàn)。饋線(xiàn)的首端經(jīng)過(guò)高壓降壓變壓器與高壓配電網(wǎng)相連接，末端經(jīng)低壓降壓變壓器與用戶(hù)相連。我國饋線(xiàn)電壓等級大多是10kV，每條饋線(xiàn)上線(xiàn)路成樹(shù)狀分布，以輻射形網(wǎng)絡(luò )連接若干臺配電變壓器。饋線(xiàn)的不同位置分布有若干負荷，這些負荷種類(lèi)繁多，隨機性大，要準確地描述比較困難。為方便研究，文章采用靜態(tài)恒功率模型來(lái)表示各節點(diǎn)的負荷�？紤]到配電網(wǎng)電壓較低，線(xiàn)路長(cháng)度較短，設定以下假設條件：各節點(diǎn)負荷三相對稱(chēng)，三相線(xiàn)路間不存在互感。然后將所有線(xiàn)路阻抗均折合到系統電壓等級，得出饋線(xiàn)模型。分布式電源的接入可以提高系統的整體電壓水平，其接入位置與節點(diǎn)電壓幅值密忉相關(guān)。相同容量的分布式電源接在配電線(xiàn)路的不同位置，對線(xiàn)路的電壓分布產(chǎn)生的影響差別很大，接入點(diǎn)越接近線(xiàn)路末端節點(diǎn)對線(xiàn)路電壓分布的影響越大，越接近系統母線(xiàn)對線(xiàn)路電壓分布的影響越小。因此，在配電網(wǎng)規劃及分布式電源接入系統設計時(shí)，需要根據分布式電源的性質(zhì)、容量確定合理的接入點(diǎn)，確定合理的控制方式，只有這樣才能改善線(xiàn)路的電壓質(zhì)量，提高供電可靠性。
2分布式電源接入系統
2.1分布式電源的分類(lèi)
一般可以根據分布式電源的技術(shù)類(lèi)型、所使用的一次能源及和與電力系統的接口技術(shù)進(jìn)行分類(lèi)。按照技術(shù)類(lèi)型可分為小型燃氣輪機、地熱發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、具有同步或感應發(fā)電機的往復式引擎、燃料電池、太陽(yáng)熱發(fā)電、微透平等，按照一次能源可分為化石燃料、可再生能源；按照與電力系統的接口可分為直接相聯(lián)、逆變器相聯(lián)；按照并網(wǎng)容量分，可分為小型分布式電源和大、中型分布式電源。小型分布式電源主要包括風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、燃料電池等；大、中型分布式電源主要包括微型汽輪機、微型燃氣輪機、小型水電等。
2.2微網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介
微網(wǎng)是一個(gè)小型發(fā)配電系統，由分布式電源、相關(guān)負荷、逆變裝置、儲能裝置和保護、監控裝置匯集而成，具有能量管理系統、通訊系統、電氣元件保護系統，能夠實(shí)現自我調節、控制和管理。微網(wǎng)既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以孤立運行。從其內部看，微網(wǎng)是一個(gè)個(gè)小型的電力系統。從外部看，微網(wǎng)是配電網(wǎng)中的一個(gè)可控的、易控的“虛擬”電源或負荷。微網(wǎng)系統如圖3所示。
2.3將分布式電源組成不同類(lèi)型的微網(wǎng)
目前，比較成熟的分布式發(fā)電技術(shù)主要有風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、燃料電池和微型燃氣輪機等幾種形式。在城鎮配電網(wǎng)中，風(fēng)力發(fā)電、燃料電池、光伏發(fā)電發(fā)電容量遠小于配網(wǎng)負荷，對于這些小容量的分布式電源，采用與附近負荷組成微網(wǎng)的形式并入配網(wǎng)系統，通過(guò)技術(shù)措施使微網(wǎng)內的發(fā)電功率小于其負荷消耗的功率，使這些“不可見(jiàn)”的分布式電源完全等效為一個(gè)負荷。針對發(fā)電出力達到最大、負荷功率最小的工況，根據發(fā)電出力與負荷消耗功率的差值及持續時(shí)間計算出需要存儲的電量，該電量作為儲能裝置容量的一個(gè)約束條件，再考慮其他的約束條件，為微網(wǎng)配置容量合理的儲能裝置。當出現發(fā)電出力大于負荷消耗功率時(shí)，將這部分電量存到儲能裝置中，在負荷功率高于發(fā)電出力時(shí)，再將這部分電量釋放掉。大型的微型燃氣輪機多用于需要穩定的熱源、冷源的工商企業(yè)，以實(shí)現熱、電、冷三聯(lián)供，這些企業(yè)的負荷穩定，易于預測。微型燃氣輪機的發(fā)電功率由用戶(hù)對供熱和供冷的要求決定，發(fā)電功率也易于預測。這樣，以這些微型燃氣輪機為分布式電源的微網(wǎng)是可控、易控的。將分布式電源納入到微電網(wǎng)，并將其分為純負荷性質(zhì)的微網(wǎng)和發(fā)電、負荷可控的微網(wǎng)兩種，有效的解決了分布式電源潮流不可控的難題，給配電網(wǎng)的調度、運行帶來(lái)的極大的方便。
2.4微電網(wǎng)接入系統方案
純負荷性質(zhì)的微網(wǎng)在配網(wǎng)中是一個(gè)內部帶有電源的負荷，將其接入到配網(wǎng)饋線(xiàn)的中間至末端，可有效地改善配電網(wǎng)電壓分布，降低配電網(wǎng)網(wǎng)損。當微網(wǎng)內分布式電源突然故障或者失電時(shí)，由配電網(wǎng)對微網(wǎng)內的負荷進(jìn)行供電，此時(shí)配電線(xiàn)路潮流增大，微網(wǎng)內的電壓會(huì )發(fā)生躍變，如電壓幅值變化超過(guò)用電設備允許值，將會(huì )對用電設備造成損壞。針對這種情況，可以利用微網(wǎng)內的儲能裝置將存儲的能量進(jìn)行逆變，有效地支撐電壓，避免產(chǎn)生電壓跌落，減少電壓波動(dòng)，有效的保護用電設備。當配電網(wǎng)失電時(shí)，微網(wǎng)自動(dòng)脫網(wǎng)孤島運行，孤島的運行方式由微網(wǎng)內部自行控制，對配電網(wǎng)的故障分析、檢修、試驗不產(chǎn)生影響。對于發(fā)電、負荷可控的微網(wǎng)，尤其是容量較大的，在配電網(wǎng)規劃及接入系統設計時(shí)，需統一考慮中接入位置對配電網(wǎng)電壓、繼電保護、安全自動(dòng)裝置的影響，需要進(jìn)行充分的論證，必要時(shí)可采用專(zhuān)線(xiàn)接入系統，以確保配電的安全、可靠運行，充分發(fā)揮分布式電源的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
3結束語(yǔ)
文章分析了分布式電源接入配網(wǎng)后對電壓的影響，并根據分布式電源的不同性質(zhì)，利用微電網(wǎng)技術(shù)，將分布式電源納入到純負荷性質(zhì)的微網(wǎng)和發(fā)電、負荷可控的微網(wǎng)，解決了分布式電源潮流不可控的難題，并在配網(wǎng)規劃中，對這兩類(lèi)微網(wǎng)接入配網(wǎng)饋線(xiàn)的位置提出建議，達到了改善配電網(wǎng)電壓分布、降低網(wǎng)損的作用。影響分布式電源接入系統的因素很多，比如短路電流、繼電保護、安全自動(dòng)裝置等，需要在今后繼續研究。另外大容量?jì)δ芗夹g(shù)不成熟是制約分布式電源應用的關(guān)鍵因素，待大容量?jì)δ芙鉀Q后，分布式電源將更加廣泛的應用。
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