分布式光伏电源接入对配电网保护的影响

分布式光伏电源接入对配电网保护的影摘要：分布式光伏发电具有不会对空气造成污染、有太阳就能发电等优点，已成为重要的可再生能源之一。但是光伏发电接入配电网后，当线路发生故障时会改变短路电流的大小及方向，从而对配电网原有继电保护的正常运行造成影响。基于此，本文先简单介绍了分布式电源的概念，然后对分布式光伏电源接入对配电网保护的影响进行了探讨，并提出了提升配电网保护的相关措施，以供参阅。关键词：分布式；光伏；电源；接入；配电网保护；影响1分布式电源的概念分布式电源(DistributedGeneration，DG)是指一种功率在10kW到30MW的小型独立电源模块，能够满足用户需求，如调峰、为边缘用户提供电力能源等。分布式电源具有能量利用率高、环境污染小、投资不大等特点，将其应用在配电网中可有效增加配电裕度，提高供电系统的可靠性和稳定性。当前分布式电源并没有明确的国家标准，但从现有文献中可看出分布式电源具有几个关键指标：容量小，发电单元体积不大，即插即用，性价比高；直接接入配电网；分布式电源本身难以控制，接入分布式电源后反而会增加机组的负荷；分布式电源可重复利用再生资源，环境污染小，资源利用率高；分布式电源对过电压、闪变等会产生较大的影响；随着电力电子技术的不断发展，分布式电源的利用范围将会越来越广泛。2分布式光伏电源接入对配电网保护的影响2.1影响配电网网损分布式光伏大量的接入配电网后，因为分布式光伏电源具有一定的间歇性及随机性，故而会对配电网网损产生一定的影响。对此问题，应根据实际配电网络，科学合理的利用软件进行仿真操作，找出分布式光伏电源接入配电网后对配电网损耗的变化规律，有针对性的采取有效措施解决问题，积极改变配电网中的各类运行参数，尽可能的减小对配电网网损的影响。2.2影响供电网的安全可靠性传统配电网中评价供电可靠性的指标有系统平均断电频率、系统平均断电持续时间、平均供电可用率以及平均停电不可用率等指标。传统指标显然不能科学反应分布式光伏电源对供电系统的安全性、可靠性影响，需要研究新的分布式光伏发电评价指标。另外，分布式光伏电源被大量接入后，一定程度上会形成孤岛效应，孤岛内负荷发生变化，会让其更具随机性。就整个系统而言，不同故障形成的孤岛数量也是不断变化的，其会影响到供电网供电的安全可靠性。分布式光伏大量接入配电网之后，要不断完善评价体系，科学合理的评价分布式光伏的安全可靠性指标。面对孤岛内负荷变化比较大的问题，要及时根据负荷变化情况改变计划孤岛，尽量协调各个孤单的供电能力，保障供电网的安全可靠性。2.3影响配电网的供电质量分布式光伏大量的接入配电网，对配电网的供电质量有一定的影响。主要影响有如下几个方面。首先，影响电压分布。传统的配电网主要是呈辐射状形式发展的，其根据基本电路理论，电压会沿着馈线潮流方向不断降低，但分布式光伏大量的接入之后，基本电路的潮流流向会发生一定的改变，馈线上的功率方向又有一定的不稳定性，会造成某些负荷点的电压超出上限值，进而对电压分布造成影响。其次，是造成电压波动和闪变。分布式光伏的出力很容易受到天气变化的影响，一般出力波动比较大，很容易造成局部配电线路的电压波动及闪变问题，且由于出力具有随机性，所以如果分布式光伏电源被大量的接入配电网，而且不进行有效控制的话，会引发系统频率偏移，影响供电的稳定性及供电质量。为有效应对上述情况，在分布式光伏大量接入配电网的过程中，需要采用调压措施及时有效的解决问题，要重视把分布式光伏自身的出力特点，将其积极引入到系统调压环节中，尽可能的保证配电网的供电质量。2.4影响自动重合闸2.4.1分布式电源增强了故障点电弧的持续性如果接有分布式电源的线路发生瞬时性故障，系统侧断路器要在保护作用下跳闸并启动重合闸功能，若分布式电源在故障后没能及时脱离线路，而是继续向故障点输送电流并导致故障点的电弧持续，会导致自动重合闸重合失败。2.4.2分布式电源导致重合闸非同期合闸接入有分布式电源的线路发生瞬时性故障，系统电源侧断路器在保护作用下跳闸，若分布式电源没有从电网中解列，而是形成一个电力孤岛或微电网继续运行。由于电力孤岛与电网不能保持同步，此时非同期重合闸会对电网造成很大的冲击，这种情况是不允许发生的。因此自动重合闸必须具备检同期或自动同期功能。3提升配电网保护的相关措施3.1优化储能元件荷电状态以光伏发电系统运行能力为基础，全面提升其运行品质，将其运行的稳定性、抗干扰能力作为切入点，采取的有效措施为：保障电压取值的规范性，加强电压运行的连续性，对电压开展有效的控制措施。如若电容器运行电压较小，可采取充电方案，提升电压补充效果；如若运行电压较高，应有效释放电能，防止其超出标准范围。为此，借助恒功率原理，加强充电、放电的运行有效性，提升电容器能量自控效果。3.2提升配电网调度的协调性配电网在实际接受调度指令时，将会采取指令响应措施，对分布式光伏发电系统予以联动，针对逆变器运行期间产生的输出功率，实施调度指令的执行程序。然而，在此期间，调度指令的执行程序，含有不稳定性、渐发性等特点，对光伏列阵运行的功率参数产生威胁，由此形成功率不匹配问题，降低调度指令运行效果，进而影响光伏电池能够输出功率的最大值。对此问题，可以以超级电容器为基础，加强储能装置运行问题的解决，提升配电网调度指令执行的系统协调性。3.3多元智能技术应用的设想尝试着将多种现代化智能技术运用到含分布式光伏电源的配网系统运维检修中，以此全面提升配网系统的智能化检修水平。具体可以借助电子传感器、光纤传感器、数字通信技术等来动态监测、检查各类设备的工作状态、运行模式，各类设备是否健康运行。充分依托快速通信网络系统，把状态数据传输至不同控制层，形成智能控制层，遵照最科学的控制理论、算法等形成控制信息，再将相关信息返回至各类设备。电网设备运检智能化应渗透到各个阶段，例如系统规划、设计、建设、运维、调度等，同时，也要充分利用以下多种技术，例如物联网技术、大数据技术、多源头信息互动的智能化状态评估技术等。3.4运用先进的配电网保护方法运用更为完善的配电网保护方法来应对分布式电源接入带来的影响。随着分布式电源接入的实践应用越来越多，采用传统的配电保护也可能带来一定的安全隐患。引入通信技术、差动技术、方向元件等方式来实现配电网的保护，不仅可以促进分布式电源的广泛应用，还将有助于扩大故障隔离范围，形成故障隔离，提高配电网保护的效率和质量。4结束语分布式光伏电源接入配电网之后，会影响配电网网损、自动重合闸、供电质量以及安全可靠性，因此需要采取优化储能元件荷电状态、提升配电网调度的协调性、多元智能技术应用的设想以及运用先进的配电网保护方法等措施提升配电网保护系统的有效性，促进分布式光伏电源在配电网中的进一步发展。参考文献靳勇.浅析分布式电源接入对配电网继电保护