分布式電源對(duì)配網(wǎng)供電電壓質(zhì)量的影響與改善

陜大君

摘要：伴隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)電能消費(fèi)及電網(wǎng)規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大。傳統(tǒng)電廠發(fā)電與電網(wǎng)供電方式弊端凸顯。分布式電源的出現(xiàn)在很大程度上緩解了供需矛盾，合理的配網(wǎng)組合手段更能讓供電電能質(zhì)量得到改善。通過(guò)合理調(diào)整配網(wǎng)系統(tǒng)的接入形式，實(shí)現(xiàn)電能的更高效利用。本文從分布式電源對(duì)供電電壓質(zhì)量的影響出發(fā)，提出合理化改善意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：分布式電源配網(wǎng)供電電壓質(zhì)量影響與改善

隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展，電力電能的需求量不斷上升，然而傳統(tǒng)的不可再生資源在發(fā)電供電中的利用也受到極大的挑戰(zhàn)，因?yàn)椴豢稍偕Y源不斷減少，面臨著枯竭的形勢(shì)。近年來(lái)，我國(guó)電力行業(yè)加大了對(duì)可再生能源的開(kāi)發(fā)與使用力度，改變了傳統(tǒng)單一輻射式供電模式，逐漸研發(fā)出分布式電源技術(shù)，事實(shí)證明分布式電源在配網(wǎng)系統(tǒng)的接入，對(duì)配網(wǎng)供電電壓帶來(lái)了巨大影響，提高了供電水平，優(yōu)化了電壓質(zhì)量，同時(shí)也有效控制了能量的損耗、成本的投入，對(duì)我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展具有長(zhǎng)遠(yuǎn)且積極的意義。

分布式電源對(duì)供電電壓質(zhì)量的影響

1對(duì)電壓分布運(yùn)行的影響

分布型電源在接入配電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)的時(shí)候，配電網(wǎng)供電系統(tǒng)會(huì)有以前的發(fā)射型供電模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嚯娫吹陌l(fā)電模式，由于是多電源發(fā)電，而每一個(gè)電源所形成的電壓分布不盡相同，所以分布型發(fā)電電源越靠近電源線路末節(jié)對(duì)電源線路電壓分布的影響越大，分布型發(fā)電電源越靠近供電系統(tǒng)主線路對(duì)電源線路的電壓分布影響越小。

1.2電壓閃變影響

針對(duì)于傳統(tǒng)的供電網(wǎng)絡(luò)中所出現(xiàn)的電壓閃變問(wèn)題，主要是因?yàn)殡妷贺?fù)荷不穩(wěn)定所導(dǎo)致出現(xiàn)。因?yàn)榉植夹凸╇婋娫丛趩?dòng)的過(guò)程中，將會(huì)導(dǎo)致電壓閃便，其原因主要是因?yàn)椋旱谝皇欠植际诫娫粗羞\(yùn)行權(quán)以及有關(guān)使用權(quán)主要是為電源使用者所有，使其導(dǎo)致了電源在日常進(jìn)行使用的時(shí)候?qū)?huì)出現(xiàn)隨機(jī)啟動(dòng)或者是停止等方面的問(wèn)題。第二是通過(guò)對(duì)新型的再生能源進(jìn)行利用，因?yàn)榭赡軙?huì)受到天氣以及當(dāng)?shù)貧夂虻确矫嬗绊懀╇姍C(jī)組在日常處理時(shí)也要結(jié)合當(dāng)?shù)赜脩魧?shí)際需要從而作出相應(yīng)調(diào)整。第三是分布型供電電源中，電壓控制設(shè)備以及有關(guān)主供電系統(tǒng)電壓控制設(shè)備是相互影響，從而將會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)電壓閃便等問(wèn)題出現(xiàn)。

1.3電壓跌落

配電系統(tǒng)短路問(wèn)題是影響其運(yùn)行的一大問(wèn)題，將分布型電源安裝在配網(wǎng)系統(tǒng)，能夠改善變壓器電壓，控制配網(wǎng)運(yùn)行中的短路故障，同時(shí)實(shí)踐表明，分布式電源注入的功率越大，變壓器對(duì)應(yīng)的優(yōu)化程度也就越強(qiáng)。分布式電源涵蓋兩大類：逆變型、同步機(jī)型。事實(shí)證明逆變型電源的性能更優(yōu)，因?yàn)樗軌蚋涌焖佟㈧`敏地對(duì)電壓功率信號(hào)做出調(diào)整。

當(dāng)變壓器中某一單相出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，安裝分布型電源，能夠有效提高發(fā)生故障的相路的電壓，這樣就積極地控制了變壓器電壓跌落問(wèn)題。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究得出：分布式電源所注入的功率越大，對(duì)應(yīng)的配網(wǎng)供電電壓優(yōu)化質(zhì)量越高，同時(shí)，即使對(duì)于未發(fā)生故障的相路，也能從中受益，因?yàn)殡S著分布式電源輸出功率的上升，網(wǎng)絡(luò)不同節(jié)點(diǎn)的電壓也將對(duì)應(yīng)提高。

從以上分析能夠看出，分布式電源對(duì)配網(wǎng)電壓有一定的影響，這種影響既有正面的又涵蓋負(fù)面的影響，然而，分布式電源的介入，特別是逆變型分布電源的使用，通過(guò)采取特定的措施也能有效優(yōu)化電壓質(zhì)量。

1.4諧波

分布型是通過(guò)電力設(shè)備構(gòu)件的變流裝置接入總配電網(wǎng)的，電源的頻繁開(kāi)關(guān)會(huì)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)、電源周邊的諧波分量，對(duì)于配電網(wǎng)本體產(chǎn)生諧波污染。根據(jù)相關(guān)研究表明，在分布型電源接入電網(wǎng)的位置不變的情況下，電網(wǎng)饋線上產(chǎn)生的電壓諧波畸變率是由分布型電源的總功率決定的，總功率占電網(wǎng)的總負(fù)荷比重越高，電網(wǎng)上同一條饋線的諧波畸變率也就越大，畸變嚴(yán)重的電網(wǎng)饋線諧波畸變率可能會(huì)超過(guò)電網(wǎng)諧波電壓的電壓限制和畸變率安全值。由于分布型電源安裝在電網(wǎng)的不同位置上，電網(wǎng)上各條饋線上的諧波畸變率也有著較大的差異，分布型電源的安裝位置越靠近電網(wǎng)的線路末端，電網(wǎng)饋線的各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的諧波電壓畸變率越高，如果分布型電源離電網(wǎng)系統(tǒng)的母線越近，電網(wǎng)饋線的各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的諧波電壓畸變率越低。

雖然分布型電源會(huì)給總配電網(wǎng)絡(luò)造成許多供電質(zhì)量上的問(wèn)題，但分布型電源也可以改善電流質(zhì)量，每當(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)工作負(fù)荷較大的時(shí)候，備用分布型電源應(yīng)該有快速地、計(jì)劃地投入使用，這樣可以有效地提高配電網(wǎng)的供電穩(wěn)定性。

對(duì)電壓的質(zhì)量進(jìn)行改善

1積極有效的控制電壓

和旋轉(zhuǎn)型分布式供電電源進(jìn)行比較，對(duì)于逆變型的分布式供電電源來(lái)說(shuō)，具有著相對(duì)來(lái)說(shuō)比較大的優(yōu)勢(shì)，在電容量相同的背景下，逆變型分布式供電電源會(huì)對(duì)主供電系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)電壓產(chǎn)生的影響不大，但可能在風(fēng)能以及太陽(yáng)能等一些再生能源的影響下，導(dǎo)致發(fā)電量存在不穩(wěn)定狀況，這種狀況對(duì)供電系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓的影響幾乎不大。

如果這種現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，逆變型分布式供電電源在一定程度上不能對(duì)對(duì)供電系統(tǒng)內(nèi)的電壓波動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行有效的處理。為了能夠?qū)╇娤到y(tǒng)中的電壓波動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行解決，作為電網(wǎng)管理人員，應(yīng)該使用旋轉(zhuǎn)型分布式供電電源，由于在滲透率相同的狀況下，旋轉(zhuǎn)型分布式供電電源進(jìn)行提供的短路電流會(huì)比逆變型分布式供電電源大，因此在沒(méi)有任何外界控制時(shí)，旋轉(zhuǎn)型分布式供電電源能對(duì)主供電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行很好地解決。

2.2閃變電壓的總體規(guī)劃以及電能存儲(chǔ)

對(duì)閃變電壓進(jìn)行整體規(guī)劃也是分布式電源改善的一個(gè)方面。在電壓的各相角范圍內(nèi)，電流的不斷流經(jīng)會(huì)出現(xiàn)電源切入點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)換。而切入點(diǎn)轉(zhuǎn)換則代表了相角的差值在擴(kuò)大，分布式電源可以作為跟蹤參數(shù)對(duì)整體過(guò)程進(jìn)行調(diào)配。一般來(lái)講，配電線路以不同的路徑進(jìn)行劃分，在總體整合的前提下進(jìn)入電壓的閃變狀態(tài)。逆變形分布式電源在其中就可以起到調(diào)節(jié)與控制的作用。首先，它可以根據(jù)電波的幅度對(duì)電壓線路進(jìn)行選擇，通過(guò)容量的存儲(chǔ)來(lái)擴(kuò)大空間的利用效率。當(dāng)電壓波動(dòng)下降時(shí)，就代表了各設(shè)備之間正在進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換，分布式電源將數(shù)據(jù)成功在接入口進(jìn)行輸送時(shí)，也達(dá)到了同步補(bǔ)償?shù)男Ч龅搅碎W變電壓的總體規(guī)劃。另外，分布式電源還可以實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)。為了實(shí)現(xiàn)發(fā)電過(guò)程的穩(wěn)定性，就要擴(kuò)大電能的存儲(chǔ)空間。而分布式電源則可以實(shí)現(xiàn)。它主要在配網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)置存儲(chǔ)的關(guān)鍵點(diǎn)，在主控系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換。將電壓以單元分割的形式予以劃分，通過(guò)分布形式將電力存儲(chǔ)到 DG單元格之中。其中電能存儲(chǔ)的類型也是多種多樣的，以電容機(jī)儲(chǔ)存與蓄電池存儲(chǔ)為主。

3.總結(jié)

本文對(duì)分布式發(fā)電模式的配網(wǎng)電壓質(zhì)量改善提出了一些建議，首先分布式發(fā)電電源雖然穩(wěn)定，但用戶的電源相互連接之后會(huì)使電源電壓產(chǎn)生較大的波動(dòng)，另外，雖然分布式供電模式可以抑制配網(wǎng)電壓的閃變問(wèn)題，但在短路容量上也受到了比較大的限制，對(duì)于這些問(wèn)題，電網(wǎng)管理人員可以通過(guò)對(duì)分布式電源的并入點(diǎn)進(jìn)行電壓控制。分布式供電模式是一種比較符合發(fā)展潮流的新型供電方式，這種供電方式以其特有的優(yōu)點(diǎn)逐漸地在現(xiàn)代的供電體系中發(fā)揮著越來(lái)越明顯的作用，如何根據(jù)分布式發(fā)電模式的優(yōu)點(diǎn)來(lái)制定發(fā)電策略是現(xiàn)在的配電網(wǎng)管理人員必須要考慮的事情。

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