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        分布式電源與智能電網的關系 你知道嗎?

        2020-1-9 15:08:56 5 來源:原創

               分布式直流電源裝置是指功率為數千瓦至50MW小型模塊式的、與環境兼容的獨立電源。這些電源由電力部門、電力用戶或第3方所有,用以滿足電力系統和用戶特定的要求。如調峰、為邊遠用戶或商業區和居民區供電,節省輸變電投資、提高供電可靠性等等。   1、分布式電源概述  分布式直流電源裝置是指功率為數千瓦至50MW小型模塊式的、與環境兼容的獨立電源。這些電源由電力部門、電力用戶或第3方所有,用

               分布式直流電源裝置是指功率為數千瓦至50MW小型模塊式的、與環境兼容的獨立電源。這些電源由電力部門、電力用戶或第3方所有,用以滿足電力系統和用戶特定的要求。如調峰、為邊遠用戶或商業區和居民區供電,節省輸變電投資、提高供電可靠性等等。 

          1、分布式電源概述

          分布式直流電源裝置是指功率為數千瓦至50MW小型模塊式的、與環境兼容的獨立電源。這些電源由電力部門、電力用戶或第3方所有,用以滿足電力系統和用戶特定的要求。如調峰、為邊遠用戶或商業區和居民區供電,節省輸變電投資、提高供電可靠性等等。

          分布式能源系統并不是簡單地采用傳統的發電技術,而是建立在自動控制系統、先進的材料技術、靈活的制造工藝等新技術的基礎上,具有低污染排放,靈活方便,高可靠性和高效率的新型能源生產系統。

          組成分布式能源系統的發電系統具有如下特點:

         ?、俑咝У乩冒l電產生的廢能生成熱和電;

         ?、诂F場端的可再生能源系統;

         ?、郯ɡ矛F場廢氣、廢熱及多余壓差來發電的能源循環利用系統。

          現階段我國的能源方式仍以集中供能系統為主,分布式能源的發展并不能取代傳統的能源供應方式,將是集中供能系統的有益補充。因此,在我國可再生能源發電模式將是集中發電遠距離輸電與分布式發電相結合的方式。截至2012年底,我國已并網投產的分布式電源1.56萬個,裝機容量3436萬kW,其中分布式水電 2376萬kW,世界第一;余熱、余壓、余氣資源綜合利用和生物質發電近年來增長迅速,裝機871萬kW,分布式光伏是未來發展的重點,前景非??捎^。

          2.分布式發電接入對電網的影響

          為了鼓勵和規范分布式電源的發展,國網公司企業標準《Q/GDW480-2010 分布式電源接入電網技術規定》于2010年8月2日發布并實施。該標準適用于國家電網公司經營區域內以同步電機、感應電機、變流器等形式接入35kV及以下電壓等級電網的分布式電源接入電網應滿足的技術要求。標準中明確了分布式電源接入系統的原則,規定了公共連接點處分布式電源并網容量限制;短路電流限制;并網推薦電壓等級等。且對功率控制和電壓調節也進行了規定。

          為了規范分布式電源的準入條件,減小大規模分布式電源接入后對電網造成的沖擊,國家電網公司規定了分布式電源接入電網應遵循的基本原則:

          (1)并網點的確定原則為電源并入電網后能有效輸送電力并且能確保電網的安全穩定運行。

          (2)當公共連接點處并入一個以上的電源時,應總體考慮它們的影響。分布式電源總容量原則上不宜超過上一級變壓器供電區域內最大負荷的25%。

          (3)分布式電源并網點的短路電流與分布式電源額定電流之比不宜低于10。

          (4)分布式電源接入電壓等級宜按照:200kW及以下分布式電源接入380V電壓等級電網;200kW以上分布式電源接入10kV(6kV)及以上電壓等級電網。經過技術經濟比較,分布式電源采用低一電壓等級接入優于高一電壓等級接入時,可采用低一電壓等級接入。

          分布式電源通常接入配電網(主要是不接地、經消弧線圈接地系統,為單電源輻射型供電網絡),由于傳統配電網的設計并未考慮分布式電源的接入。在并入分布式電源后,網絡的結構發生了根本變化,將從原來的單電源輻射狀網絡變為雙電源甚至多電源網絡。潮流不再單向地從變電站母線流向負荷。DG并網運行對配電網的影響主要有以下幾個方面:電網電壓及頻率;電能質量;繼電保護裝置;配電網管理系統。

          3.分布式發電對配電網保護的影響

          (1)對低壓電網原有繼電保護的影響。分布式電源接入電網將提供一定大小的短路電流,對低壓電網原有繼電保護整定有一定影響,分布式電源的接入應充分考慮公共連接點的短路容量??紤]分布式電源提供的短路電流后,原有繼電保護原則上無需更換,一般情況下只需修改相應定值即可。如分布式電源提供的短路電流較大,可在原有繼電保護裝置上加裝方向元件即可解決誤動的問題。若由于分布式電源接入使得公共連接點允許的短路電流超過規定限值時,分布式電源需考慮增加限流阻抗。

          分布式發電接入電網后對繼電保護產生的影響有如下幾個方面:改變原有繼電保護的保護范圍;原有繼電保護流過逆向短路電流時,由于無相應的方向元件,可能誤動;使得重合閘不成功;影響繼電器之間的配合關系;增加的短路電流可能超過斷路器的開斷容量,造成設備損壞。

          (2) 對上一級電網繼電保護的影響。為防止逆流對上一級電網產生較大的影響,導致上一級電網需要在繼電保護設置等方面做出大范圍的調整,分布式電源所產生的電力電量盡量在本級配電區域內平衡,為次國網公司特別規定了分布式電源總容量原則上不宜超過上一級變壓器供電區域內最大負荷的25%,避免了分布式電源向上一級電網倒送電力。該限值的取值主要根據區域內負荷峰谷差估算分布式電源所產生的電力能在本供電區域內全部平衡掉,從而保證了分布式電源的輸出不會對上一級電網運行造成大的影響。

          (3)分布式電源自身須配置繼電保護裝置。分布式電源應配置繼電保護和安全自動裝置,保護功能主要針對電網安全運行對電源提出保護設置要求確定,包括低壓和過壓、低頻和過頻、過流、短路和缺相、防孤島和恢復并網保護。分布式電源不能反向影響電網的安全,電源保護裝置的設置必須與電網側線路保護設置相配合,以達到安全保護的效果。

          4、智能電網中的分布式電源

          智能電網的核心在于構建具備智能判斷與自適應調節能力的多種能源統一入網和分布式管理的智能化網絡系統,可對電網與用戶用電信息進行實時監控和采集,且采用最經濟與最安全的輸配電方式將電能輸送給終端用戶,實現對電能的最優配置與利用,提高電網運營的可靠性和能源利用效率。

          分布式電源(DER)的種類很多,包括小水電、風力發電、光伏電源、燃料電池和儲能裝置(如飛輪、超級電容器、超導磁能存儲、液流電池和鈉硫蓄電池等)。

          一般來說,其容量從1kW到10MW。配電網中的DER由于靠近負荷中心,降低了對電網擴展的需要,并提高了供電可靠性,因此得到廣泛采用。特別是有助于減輕溫室效應的分布式可再生能源,在許多國家政府政策上的大力支持下,迅速增長。目前,在北歐的幾個國家,DER已擁有30%以上的發電量分額。在美國 DER目前只占總容量的7%,而預期到2020年時這一份額將達25%。

          大量的分布式電源并于中壓或低壓配電網上運行,徹底改變了傳統的配電系統單向潮流的特點,要求系統使用新的保護方案、電壓控制和儀表來滿足雙向潮流的需要。然而,通過高級的自動化系統把這些分布式電源無縫集成到電網中來并協調運行,將可帶來巨大的效益。除了節省對輸電網的投資外,它可提高全系統的可靠性和效率,提供對電網的緊急功率和峰荷電力支持,及其他一些輔助服務功能,如無功支持、電能質量改善等;同時,它也為系統運行提供了巨大的靈活性。如在風暴和冰雪天氣下,當大電網遭到嚴重破壞時,這些分布式電源可自行形成孤島或微網向醫院、交通樞紐和廣播電視等重要用戶提供應急供電。

          5、分布式電源推動智能電網的建設

          智能配電及分布式電源接入是堅強智能電網發展中不可缺少的重要環節。但是,風力發電、太陽能發電、電動汽車充換電站、儲能設備及微網等新型電源及負荷直接接入配電網,給配電網的安全穩定運行帶來了新的技術問題和挑戰。因此,配電網急需發展新的技術和工具,增加配電網的可靠性、靈活性及效率。從我們此次收到的論文來看,目前,各國都在積極開展許多相關研究,開發實用有效的技術解決方法,從而應對新的挑戰。

          世界各國已經取得了很大的成績,包括智能配電與分布式電源接入的新技術標準與規范獲得發展,建成多個智能配電與分布式電源接入工程示范項目,研發了新的管理和控制系統。

          今后,我們將進一步發展和完善新的智能配電網技術標準規范,發展新的規劃和運行工具及系統,在配電網中擴展和推廣應用示范工程成果,開拓新的領域,加強國際間的交流,互相學習成功經驗,以適應堅強智能電網發展的需要。

          分布式能源系統與智能電網的打造密切相關,主電網負荷較大,調配并網后的分布式發電站,能夠靈活穩定滿足附近用戶需求,在一定程度上能夠實現電力的“自產自銷”,直破用電之“渴”。

          6、小結

          在今年8月份,南方電網公司繼財政部、國家發改委先后發布分布式發電新政策之后,正式出臺了《關于進一步支持光伏等新能源發展的指導意見》,從并網、購售電、并網調度管理等方面支持新能源的有序協調發展。同時,為支持分布式電源并網,國家電網公司已不再局限于為分布式電源提供接入電網的技術咨詢、工程驗收調試等全過程服務,還開始注重加強配網建設,以支撐大量分布式電源的接入。兩大電網企業是國家推動分布式電源發展政策的具體執行者,因此兩大電網的一系列舉措無疑將為分布式電源并網注入最直接的推動力。

          兩大電網不斷加碼“分布式電源”,足以顯示分布式電源對電網電力輸送的重要性,如今,分布式電源的接入正在不斷支持智能電網的建設,未來,智能電網與分布式電源的關系將會更加密切。