cq分布式发电实习报告

cq分布式发电实习报告（精选6篇）

cq分布式发电实习报告 篇1

分布式能发电的优势在于可以充分开发利用各种可用的分散存在的能源，包括本地可方便获取的化石类燃料和可再生能源，并提高能源的利用效率。

合肥工业大学分布式发电实验室，隶属电气与自动化专业中心实验室，用房面积400平方米，固定资产总值500多万元。

按照实验教学要求划分为：分布式发电系统实验、轻型直流输电系统实验、模拟风力发电并网系统实验、光伏发电并网系统实验等实验，以及博/ 硕士生相关实验和科研等。

实验室有我院率先自行研制成功的主要实验仪器设备有：分布式发电系统实验装置、水轮/汽轮动模发电机组、(交/直/交)轻型直流输电子系统、模拟风力发电并网子系统、光伏发电并网子系统、燃料电池发电并网子系统、超级电容蓄能发电并网子系统、多线路柔性组合高压输电网络模拟子系统、负荷调控PLC控制子系统、气象站子系统、工业视频监控与集中测控操作实验台、系统仿真与动态模拟实验软件及配套设备和仪器仪表，完整配备了准工业级分布式发电系统的各实验环节。

 实验室主要功能与特色

分布式发电实验室是学/硕/博士点一级学科“电气工程”的教学实验室。本实验室以本科实验教学为中心，加强研究生培养和科研基地建设，推进学科学位建设发展。现为“电气工程及其自动化”和“自动化”专业本科生、“电力系统及其自动化”、“电力电子与电力传动”、“检测技术与自动化装置”等专业硕士生、“电气工程”一级学科博士生的实验教学与科研基地。

我院率先自行研制成功的分布式发电系统主要实验仪器设备有：分布式发电系统实验装置、水轮/汽轮动模发电机组、(交/直/交)轻型直流输电子系统、模拟风力发电并网子系统、光伏发电并网子系统、燃料电池发电并网子系统、超级电容蓄能发电并网子系统、多线路柔性组合高压输电网络模拟子系统、负荷调控PLC控制子系统、气象站子系统、工业视频监控与集中测控操作实验台、系统仿真与动态模拟实验软件及配套设备和仪器仪表，完整配备了准工业级分布式发电系统的各实验环节。

 实验室承担的主要工作

本实验室的实验教学要求是使学生掌握分布式发电系统、微网系统稳定性、负荷调配控制、轻型直流输电、模拟风力并网发电、光伏并网发电等基本结构与工作原理，以及系统可靠性分析计算、性能测试等。培养学生在分布式发电系统等方向的理论联系实际意识和实验基本技能。

cq分布式发电实习报告 篇2

随着地球能源的日益衰竭, 以及人们对生存环境的密切关注, 以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳发展模式成为全球各国的共识。大电网与分布式发电相结合的发电模式, 被许多发达国家认为是能够节省投资、降低能耗、提高系统安全性和灵活性的一种发展方向。

国务院总理温家宝在第十一届全国人民代表大会第五次会议上指出, “加强用能管理, 发展智能电网和分布式能源, 实施节能发电调度、合同能源管理、政府节能采购等行之有效的管理方式。优化能源结构, 推动传统能源清洁高效利用, 安全高效发展核电, 积极发展水电, 加快页岩气勘查、开发攻关, 提高新能源可再生能源比重, 加强能源通道建设。”从国家层面支持分布式发电的快速发展。随着分布式发电技术的不断进步, 单位发电成本也大幅度降低, 电网企业针对分布式发电也提出了许多鼓励和支持的政策, 正在完善相关的并网的技术规定和管理要求。技术的进步和接网门槛的降低, 使分布式发电将在短时间内形成一定的产业规模, 改变现有的供电模式。

1 分布式发电的主要类型

1.1 光伏电池发电技术

太阳能光伏电池发电技术实质上是通过半导体材料产生的光电效应, 将太阳能直接转化为电能。太阳能光伏电池发电技术具有多种优点, 包括无污染、不耗材、安全稳定、规模灵活、维护方便等。目前, 大多数太阳能电池采用的都是半导体器件, 通过光伏效应将太阳能转化成为电能, 但是, 实际应用中的光伏电池转换效率较低, 发电效率仅能达到6~19%。

1.2 风力发电技术

风力发电技术实质上是将风能转换为电能进行发电的技术, 同时也是一种清洁能源, 风力发电技术的输出功率是根据风能决定的, 它是目前电力新能源开发中规模较大、技术较成熟的发电方式, 具有一定的商业发展价值, 发电效率能达到25%左右。

1.3 燃料电池发电技术

燃料电池发电技术与传统火力发电技术是截然不同的, 燃料电池发电技术的燃料是不需要经过燃烧, 而是燃料在催化剂的作用下与相应的氧化剂结合产生化学反应进行发电, 其实质是利用化学能进行发电。燃料的种类也是多种多样的, 虽然燃料电池在发电过程中会造成热能损失, 但相关实验证明, 燃料电池发电技术在室温条件下的转化效率能够达到40~85%左右。

2 分布式发电的基本特征

根据对美国、日本、德国、英国、丹麦等18个典型国家关于分布式发电的界定标准, 总结有以下4个基本特征:

1) 直接向用户供电, 潮流一般不穿越上一级变压器;

2) 装机规模小, 一般为10MW及以下。在18个典型国家中, 13个为10MW及以下, 3个为数十MW及以下, 2个为100MW级;

3) 通常接入中低压配电网, 一般为10 (35) k V及以下。在18个典型国家中, 8个为10k V及以下, 7个为35k V级, 3个为110 (66) k V级;

4) 发电类型主要为可再生能源发电、资源综合利用发电、高效能天然气多联供。

综合国际上有关国家及组织界定标准和我国电网的特点, 分布式电源一般可定义为:利用分散式资源, 装机规模小, 位于用户附近, 通过10 (35) k V及以下电压等级接入的可再生能源、资源综合利用和能量梯级利用多联供发电设施。

在我国分布式发电发展的重点是风电、光伏发电、小水电和小型天然气多联供等技术类型。目前我国分布式电源以小水电为主, 总规模达到2266万千瓦, 居世界第一。近年来余热、余压、余气等资源综合利用和生物质发电增长迅速, 总规模821万千瓦, 居世界前列, 但分布式光伏、风电、天然气多联供还处于发展初期, 规模相对较小。

3 分布式发电的主要优点

1) 分布式发电系统中各电站相互独立, 用户由于可以自行控制, 不会发生大规模停电事故, 所以安全可靠性比较高;

2) 分布式发电可以弥补大电网安全稳定性的不足, 在意外灾害发生时能够继续供电, 已成为集中式供电方式不可缺少的重要补充;

3) 分布式发电的输配电损耗很低, 甚至可以忽略不计, 无需建配电站等设施, 可大大降低附加的输配电成本, 同时分布式发电所需的土建和安装成本也很低;

4) 分布式发电调峰性能好, 操作简单, 由于参与运行的系统少, 启停快速, 便于实现全自动控制;

5) 分布式发电与负荷中心相结合, 构建就地发电、就地消纳、依存电网、动态平衡、智能调控这一发、变、供电模式, 构建一定范围建筑区域的分布式发电系统, 对于城市建筑的节能、低碳发展意义重大, 通过整合相对独立的发、供电资源, 优化我国现有的能源供给模式。

4 分布式发电对配电网的影响分析

我国目前运行的配电网主要是按照无源配电网进行设计和运行的, 当配电系统中接入大量的分布式电源后, 将会对配电系统的结构和运行产生巨大的影响, 主要表现在以下几个方面:

1) 对电网安全运行的影响

分布式电源大量接入配电网络, 配电网络从无源电网变为有源电网, 使得配电网络变得更加复杂, 分布式电源不仅对电网安全产生影响, 更直接对用电客户和配电运维人员的生命安全产生影响, 尤其是分布式光伏发电并网产生的孤岛效应。

所谓孤岛效应, 即指并入公共电网的光伏发电装置, 在电网断电的情况下, 发电装置不能检测到或根本没有相应的检测手段, 仍然向公共电网发送电能。

传统的配电检修, 在电网断开电源后, 通过采取相应的安全措施就可以安全的进行检修工作了, 并入分布式电源的有源电网由于存在孤岛效应, 就会增加对电力维修人员生命安全危害的几率。

由于存在孤岛, 当电网供电恢复时造成的电压相位不同步会产生涌浪电流, 可能会引起再次跳闸或对发电系统、客户装置、供电系统造成损坏。

2) 对电能质量的影响

分布式发电由于其间歇式、波动性易引起电压偏差、电压波动和闪变等问题。

分布式电源是由用户进行控制的, 对分布式电源的启动和停止也是根据实际需要来决定的, 频繁操作有可能使得配电网的电源发生波动, 导致配电线路上的电量负荷变化增大, 由此进一步加大了电压调整的难度, 甚至引起配电网电压超标的现象出现。

除此之外, 电力电子型的分布式电源还容易引起谐波污染。

电能质量的降低是由于谐波、瞬态、扰动和电压凹陷引起的电压偏离造成的, 电能质量与分布式发电系统中的各种问题都有一定的相关性, 尽管电能质量出现问题不会对社会居民造成太大影响, 但是对于工业生产企业来说, 有时候会造成灾难性影响。

电能的丢失和衰落都会导致工业生产企业的控制终端重新启动, 一旦出现这样的情况, 造成的损失是不可估量的。

3) 对短路电流的影响

尽管大多数情况下当分布式电源接入配电网时候都配置了相应的逆功率继电器, 在正常运行的过程中不会主动向电网注入功率。

但是, 当配电网系统出现故障的时候, 电路短路的瞬间会有一部分分布式电源产生的电流注入到配电网当中, 从而使得配电网短路电流水平增加, 最终造成短路电流超标。

4) 对铁磁谐振的影响

分布式电源与配电网相互连接是通过变压器、开关和电缆线路实现的。如果配电网突然出现故障导致系统侧开关断开, 也会造成分布式电源侧开关的断开, 如果分布器电源变压器没有接任何负荷, 就会产生过电压的出现, 过电压的出现是由于变压器的电抗与电缆电容发生铁磁谐振产生的, 甚至产生超大电磁力使得变压器损坏。

5) 对供电可靠性的影响

根据实际情况分析, 分布式电源容易对配电网的可靠运行造成影响。当电力系统停电的时候, 一部分分布式电源将停止, 或者对分布式电源进行供给的辅助电源将停止工作, 同时分布式电源也会停止运行, 这些问题都会对系统的可靠性造成一定影响。

当分布式电源与配电网的继电保护系统不能够很好地进行配合的时候, 还会造成继电保护系统的误动作, 使得系统的可靠性降低。分布式电源安装地点不适当、连接方式不正确等, 也会造成配电网系统的可靠性降低。

6) 对继电保护的影响

目前, 配电网中的继电保护系统和装置是已经配备完成的, 不会因为安装了新的分布式电源而进行大量改动, 这就要求分布式电源必须能够与继电保护系统相互配合。如果配电网的继电保护系统具有重合闸功能, 一旦配电网系统出现故障, 对分布式电源的切断必须早于重合时间, 否者会由于电弧的重新燃烧导致重合闸失败。当分布式电源的功率注入到配电网当中时, 会造成继电保护区域的面积缩小, 对其正常工作造成一定影响。

如果配电网的继电器的方向敏感性能不佳, 当并联电路上的分支出现故障时, 安装分布式电源的分支上的继电器会出现误动情况, 使得没有出现故障的分支失去主电源。

7) 对电网规划的影响

分布式发电的出现会使电力系统的负荷预测、电网规划和传统电网相比具有更大的不确定性, 大量的用电客户安装分布式电源为其提供电能, 使得电网规划人员更加难于准确预测负荷的增长情况, 从而影响规划的编制。

由于分布式电源投资主体相对分散, 其发展随意性强, 建设周期短, 加大了电源电网协调发展的难度, 同时由于分布式发电并网改变了过去电网潮流由单向变成双向流动, 增加了电网规划的复杂性。

8) 对电网运行效率的影响

由于接入大量的间歇式分布式电源, 使得配网设备负载率降低, 配电网的单位负荷和单位电量的供电成本增加, 极大地影响电网企业的收益, 降低配电网资产投资回报率。

对于旋转电机类型的分布式电源接入会导致配电网络短路电流上升, 造成现有电网继电保护和开关设备的大面积更新改造, 增大电网的投资。

5 结论

从今后的发展方向来看, 分布式发电的应用将会越来越广泛, 主要的发展趋势是将基于多种发电技术的分布式发电系统接入配电网中进行统筹调度, 协调发展, 提高供电系统的稳定性和可靠性。

深入开展研究分布式电源推广应用对配电网带来的影响, 有助于我们未雨绸缪、提前谋划, 研究对应的策略, 同时积极借鉴发达国家在分布式发电应用方面的成功经验, 解决分布式发电对配电网络带来的不利影响, 大力推动可再生能源的应用, 构建我国能源供给的新格局。

参考文献

[1]何季民.分布式电源技术展望[J].东方电气评论, 2003 (1) .

[2]杨金焕, 陈中华.21世纪太阳能发电的展望[J].上海电力学院学报, 2001 (4) .

[3]莫颖涛, 吴为麟.电力电子技术在分布式发电中的应用[J].华北电力技术, 2004 (9) .

cq分布式发电实习报告 篇3

近些年来,随着电网中分布式发电资源DER(Distributed Energy Resources)的不断增多,国内外学者针对DER的研究也越来越深入。其中,针对风力发电的研究与应用尤为突出。在欧洲,风力发电的发电量已在总发电量中占据了很高的比例。其中,西班牙风力发电占总发电量的11%,丹麦风力发电所占比例更是达到了20%[1]。虽然风力发电以其环保、成本相对其他可再生能源较低的优势得到了较好的应用与发展,但风力发电有着很明显的短板,限制了其更加广泛的普及与应用[2,3]。风力发电的不确定性与预测误差大的特点,给电网运营商造成了很大的困扰。风力发电一般在夜晚出力达到最大,而此时的电力需求较低,且电价也较低[4,5]。因此,从经济学角度而言,相对于其他成熟的发电形式,风力发电在电力市场中则缺少了一定的竞争优势。

针对以上问题,许多国家都给予风电高于市场价格的上网补贴。但是随着风电的发展规模越来越大,对风力发电给予上网补贴显然不是一个长久之计。基于此,需要研究一个更适用于风力发电发展的策略,使其可以更加合理地参与到电力市场的运营中。

近年来国内外研究学者提出了虚拟发电厂VPP(Virtual Power Plant)技术[6]。VPP可认为是通过先进的通信技术与软件管理系统将配电网中的DER聚合与优化,作为一个特别的电厂参与到电网运行中,进而协调电网与DER的矛盾[7,8]。储能作为平衡风力发电的一种有效手段得到了广泛共识,但是储能因其高成本的缺点,不能得到广泛的推广使用。但电动汽车作为电力系统中的一种储能应用形式有着很大的潜力,其在配电网中可与分布式风力发电单元配合,进而平衡分布式风力发电的不确定性。为此,本文利用电动汽车储能解决风力发电的不足,联合配电网中的分布式风力发电单元与电动汽车形成VPP,参与到日前电力市场中。

针对储能与其他发电资源联合发电的形式,文献[9]分析了储能与风电联合发电的经济效益,并利用动态规划的方法分析了该组合形式在电力市场环境下的运行形式。但该文献中的储能与风力发电属于同一所有者,而本文所提出的利用电动汽车作为储能形式的方法,电动汽车与风力发电的所有者不属于同一个所有者。文献[10]研究了微型燃气轮机与风力发电的协调运行机制,使之形成一个VPP,进而研究VPP的在线协调控制机制。文献[11]基于多代理方法研究了以聚合形式出现的电动汽车向电网输送电能的机制与方法,但主要是以监管者的角度进行分析研究,而非供电方角度。文献[12]考虑风电电源与电动汽车充放电负荷的双随机性,以最大化动态条件风险备用为目标,建立了电力系统短期充裕性多阶段决策模型,实现了在购电成本约束下,电力公司购买不同类型电源的配比决策和电动汽车调度方案优化。文献[13]计及电动汽车数量与风电机组出力的不确定性,同时在一系列假设的基础上研究了含电动汽车和风电机组的VPP协同竞价问题。

本文通过对VPP市场化建模,利用滚动时域分析方法,分析对比相对于无电动汽车参与的由配电网中分布式风力发电单元所构成的VPP,电动汽车与分布式风力发电单元联合所构成的VPP在效益方面的表现。针对电动汽车储能电池参与VPP后会造成损耗的问题,对其补偿机制进行了分析研究。

1 市场环境下VPP模型建立

本文所提及的市场环境下VPP的参与方为配电网内分布式风力发电单元与电动汽车。因参与VPP运行后,电动汽车受VPP的统一控制,因此,本文不考虑电动汽车充放电的随机性问题。同时,由于风电的预测准确性较差,本文所指VPP参与的市场为日前电力市场。

在日前电力市场中的第k-1日,VPP上报分时段的第k日电量供应策略。其中风力发电的出力基于第k日的天气预报,同时考虑到愿意参与到第k日VPP中的电动汽车的数量,风力发电运营商计算出在日前电力市场中,第k日最有利的供应策略所需的电动汽车的数量。在第k日的实际运行中,基于VPP的实际运行情况,同时依据前一日所制定的合同,为了保证VPP运营效益最大化,虚拟发电厂运行控制中心VPPCC(Virtual Power Plant Control Center)进行持续优化。

如前所述,VPP于第k-1日上报分时段的第k日的供电策略,设z(n)为第n个时段VPP预测可以产生的电量,电量z(n)可以直接输送至电网,也可向电动汽车充电,或二者同时进行。此外,在相同时间段内,VPP也可利用之前存储在电动汽车中的电量,与z(n)一起向电网传输。具体在第n个时段采取什么样的方式,取决于当时的市场价格以及利用电动汽车储能所产生的费用。

1.1 电动汽车补偿机制

一般情况下,配电网中的分布式风力发电单元与电动汽车的所有者不同,分布式风力发电单元一般属于风电运营商,而电动汽车则属于具体的电动汽车拥有者。同时,由于电动汽车参与到VPP中势必会使充放电的频率增多,这就会使电动汽车的电池寿命缩短。所以,建立一套电动汽车补偿机制,使得电动汽车车主愿意参与到VPP运营中就显得尤为重要。

在本文中,电动汽车的补偿机制并不是通过直接向电动汽车车主发放补贴的方式体现。在电力市场电价机制中有零售电价与批发电价,零售电价通常要高于批发电价,通过利用这2种电价之间的差异则可建立电动汽车补偿机制。需要指出,在建立补偿机制时并不需要考虑输配电费用,因为该费用已作为前期电动汽车充电设备安装费用的一部分向电动汽车车主收取。

对于VPP而言,其向电网输电时是按批发电价计算获得收益的。而对于电动汽车车主而言,当电动汽车充电时,电网是按零售电价计算收取费用的。如果电动汽车参与到VPP运行中,那么VPP为其充电将不再收取费用。作为回报,电动汽车需要参与到VPP的整体运行中,成为VPP的一部分。例如,设批发电价为0.2元/(k W·h),零售电价为0.4元/(k W·h)。VPP每向电动汽车输送1 k W·h的电量,将会减少其向电网供电所获得的0.2元的收益,但电动汽车车主则免去了向电网缴纳0.4元的费用。虽然VPP减少了向电网的售电量,但VPP可通过利用这种补偿机制所争取到的电动汽车储能,形成一个范围更大、更加稳定的VPP,进而更好地参与到电力市场中以获取更高的收益。

1.2 电动汽车收益模型

为了体现参与VPP运行后对电动汽车电池使用寿命的影响,本文利用文献[14]中所提的方法进行建模。

设LET为在某一特定放电深度DOD(DepthOf-Discharge)下,电池在其使用寿命内的放电总量,cb为电池的成本,则电动汽车参与到VPP中的损耗CEV为:

其中,Es(DOD)为VPP在储能电池特定的放电深度下,利用电动汽车储能电池的容量。电池寿命一般通过可充电次数来表达,即通过特定的放电深度描述,即:

其中,L(DOD)为某一放电深度下电动汽车电池的使用寿命。

因此,电动汽车参与到VPP中的损耗CEV为:

本文利用文献[15]中所提的电动汽车储能电池放电深度与可利用次数间的关系,具体如表1所示。

作为电动汽车参与VPP的补偿,电动汽车会从VPP得到一定免费的电能。设Ef(DOD)为电动汽车从VPP获得的电量,假设零售电价为0.4元/(k W·h)。因此,电动汽车的利益函数为:

提供给VPP的放电深度是按电动汽车车主的意愿所决定的,较小的放电深度可延长电池的使用寿命,但同时收益将会减少。相反,较大的放电深度会缩短电池的寿命,但收益将增多。

1.3 VPP日前市场策略模型

为确定下一日的策略,含电动汽车储能的VPP需要确定以下5个方面:(1)直接向电网输送的电量,表示为x;(2)向电动汽车输送的电量,表示为b;(3)电动汽车向电网输送的电量,表示为d;(4)VPP所需利用的电动汽车储能的容量(以确定含电动汽车储能的VPP中所需电动汽车的数量),表示为y;(5)作为回报向电动汽车输送的电量,表示为g。

设VPP可利用电动汽车储能容量的最大值为s(即y的最大值),s=[s(0),s(1),…,s(N-1)]T,,其中v∈V,V为一组电动汽车集合。

设VPP向电网输送电量(直接输送或从所利用的电动汽车储能输送)时的电价为pe(n)。同时,设作为补偿输送给电动汽车的电量与所需利用的电动汽车储能容量之比为σ,σ∈[0,1](σ≤g(n)/y(n))。因通过电网向电动汽车充电时会产生损耗,同时电动汽车储能参与到VPP运行中后,向电网送电也会产生损耗。故设η∈(0,1)为电池的整体转换损失。同时,为了反映每个电动汽车单元真实的输电电量,在数学表达式上需将原先一个单位的输电电量变为(1+η)个单位的输电电量。

综上,以最大化VPP效益建立模型,VPP日前市场策略模型如下。

目标函数可表示为:

约束条件为:

其中,n=0,1,…,N-1;N为总的时段数;p(x,d)为基于预测产生的电量z,VPP向电网输送电能所获得的收益;Δ(n)为时段n开始时电动汽车中所储存的电量,可表示为式(7)。

式(6)中,第1个约束条件为时段n直接送向电网的电量x(n)、转化储存在电动汽车储能中的电量b(n)、作为参与补偿输送给电动汽车的电量g(n)三者之和等于VPP预测产生的电量z(n);第2个约束条件保证了有足够的电动汽车满足需要存储的电量;第3个约束条件保证了电动汽车中存储的电量满足输出的要求;第4个约束条件保证电动汽车所获得的补偿电量至少达到VPP所需利用储能容量的规定比例(即σ)。

2 滚动时域优化方法

为解决大规模优化决策中计算难处理的问题与反映复杂动态环境的优化决策过程,控制领域在20世纪70年代提出了滚动时域控制和预测控制概念。预测控制与传统的最优控制有着很大的不同,预测控制因其基本原理对于复杂工业环境有着很强的适应性,使其在工业过程中得到了广泛的应用。这些原理主要包含模型预测、滚动优化、反馈矫正。滚动时域优化方法是借鉴预测控制的思想,通过预测模型计算该时段内的最优控制,并将得到的最优策略应用到该时段内。到下一个时间段的起点时,系统状态再次更新,滚动时域控制再次计算该时段的最优控制,依此类推。预测控制中的滚动时域方法实质上是利用随时间反复进行的一系列小规模优化问题求解的过程取代一个静态的大规模优化问题求解的结果,从而达到在优化前提下降低计算量并适应不确定性的目的[16]。

从时间维度而言,滚动时域优化方法在有限时域内采用滚动式的优化策略,也就意味着该优化策略不是一次完成的,而是随着时间的推移反复进行,即优化策略只是在基于当前采样时间之后的未来有限时间段内进行,并在基于当前采样时间的滚动窗口内执行决策结果。在下一个采样时间点,优化时段会向后移动。所以滚动时域优化方法不是以一个对整体相同的优化指标,而是在每个采样时间都有一个相对于该时段的局部优化指标。这2种优化指标在形式上是相同的,但其包含的时间段不同[17]。

从问题维度而言,滚动时域优化方法将一个整体的问题分拆成若干个子问题。根据在采样时间之前所获得的反馈信息和当前预测窗口的预测信息,在每个采样时间做出决策,进而解决当前时段的子问题[17]。

3 基于滚动时域优化方法的VPP日前市场策略模型

在电能输送的第k日当天,越接近每个时间段,越能更加准确地预测该时间段所产生的电量。在第k日的任意时间段内,因第k-1日预测会出现误差,1.3节中的模型需要进行一定的调整,以适应这一误差。

为此,针对上述问题,本文利用滚动时域优化方法进行处理。设z′t=[z′t(t),z′t(t+1),…,z′t(N-1)]T为一天内剩余N-t个时间段在时段t已知的新预测VPP产生的出力,z′t(t)、z′t(t+1)、…、z′t(N-1)分别为时段t对时段t、t+1、…、N-1的预测出力。同理,s′t=[s′t(t),s′t(t+1),…,s′t(N-1)]T为一天内剩余N-t个时间段在时段t VPP可以利用的储能容量新的最大值。设pup为实际的送电量小于日前市场所签订的合同值时的惩罚费用量。但是,如果送电量高于合同值,多送出的电量的价格不高于合同所签订的价格pe,这2个价格的差异(合同价格减去实际的盈余价格)用pdown表示。即:pdown(n)=pe(n)-psurplus(n),其中psurplus(n)为时段n多送出电量的价格。由此可得到pdown≥0。

在每个时间段t,根据日前市场签订的合同,即VPP需要提供w(w=x+d)的电量,含电动汽车储能的VPP现需要计算出针对1.3节中所提到的5个量对于一天中剩余的N-t个时间段的更新量x′t、b′t、d′t、g′t、y′t。因此新的供应电量为w′t=x′t+d′t,需要在每个时段t都计算一遍,其中t∈{0,1,…,N-1}。同时,utup为在时段t少送出的电量值,utup=[max(0,w(t)-w′t(t)),max(0,w(t+1)-w′t(t+1)),…,max(0,w(N-1)-w′t(N-1))]T,同理utdown为在时段t多送出的电量值,utdown=[max(0,w′t(t)-w(t)),max(0,w′t(t+1)-w(t+1)),…,max(0,w′t(N-1)-w(N-1))]T。

因此,综上所述,考虑了不平衡惩罚量的VPP利益函数为:

3.1 目标函数

尽管式(8)为凹函数,但由于其含有max函数,故不是处处可微,因此将式(8)修改成式(9)。

为此,基于滚动时域优化方法的VPP日前市场策略模型的目标函数为:

其中,α(n)、β(n)为去除式(8)中不可微量的变量。

3.2 约束条件

(1)能量平衡约束。

该约束条件为每个时段t直接送向电网的电量x′t(n)、转化储存在电池中的电量b′t(n)、作为补偿输送给电动汽车的电量g′t(n)三者之和等于VPP每个时段t产生的电量z′t(n)。其中,n∈(t,t+1,…,N-1)。

(2)所需储能约束。

该约束条件保证了在每个时段t有足够的电动汽车满足所需存储的电量。其中,Bt为每个时段t电动汽车的电量;y′t(n)为每个时段t需要利用电动汽车储能的容量;Δ′t(n)为每个时段t电动汽车储存的电量,可表示为:

(3)输出约束。

该约束条件保证了在每个时段t内电动汽车中所储存的电量满足输出的要求。其中,d′t(n)为每个时段t电动汽车向电网输送的电量。

(4)消耗补偿约束。

该约束条件保证了在每个时段t内电动汽车所获得的补偿电量至少达到VPP所需利用储能容量的规定比例(即σ)。其中,g′t(n)为每个时段t作为回报向电动汽车输送的电量。

(5)VPP需求约束。

该约束条件保证了在每个时段t内作为回报向电动汽车输送的电量与VPP所需利用的储能容量之和不能大于VPP所能利用储能的最大值。其中,s′t(n)为每个时段t VPP所能利用储能容量的最大值(即y′t(n)的最大值)。

(6)其他约束。

每天系统运行中,式(9)在每个时段t都需要求解一遍,并且在时间段t所用的值为:x′t(n)、b′t(n)、d′t(n)、g′t(n)。

4 算例分析

4.1 算例描述

为了验证所提模型的有效性,本文选取由10个分布式风力发电单元所组成的VPP为例进行分析,其中每个分布式风力发电单元的标称功率为1.3 MW。因需要向下一日市场提交发电策略,风电运营商需要根据下一日01:00—24:00的风力预测值,估计计划出力z。同时,为了体现风电的预测误差,本文收集了某地连续2个月01:00—24:00的风力预测值以及实际值,然后对时段t风力预测误差进行计算,对于每个时段t的预测误差,计算其平均值与方差值,最终通过平均值与方差值确定出预测误差的正态分布。为了仿真电力市场价格变动,本文利用某地的历史电价信息[18]。每个电动汽车电池容量取值为30 k W·h,总的电池转换参数取为0.27[14]。

4.2 算例结果分析

本文通过对比相同地点,相对于无电动汽车储能参与的分布式风力发电单元所构成的VPP,电动汽车储能与分布式风力发电单元联合所构成的VPP在效益方面的优异性。利用MATLAB仿真软件实现滚动时域优化方法的求解。设p(x,d)为电动汽车储能与分布式风力发电单元相联合所构成的VPP参与到日前电力市场所获得的实际效益(即去除作为补贴向电动汽车输送的电量与实际运行中支付市场的不平衡惩罚量后所获得的效益),p(x,d|s=0)为仅由分布式风力发电单元构成的VPP获得的实际效益(即实际运行中支付市场的不平衡惩罚量后所获得的效益)。

本文所提方法多获得的收益以式(17)形式表示:

图1给出了不同σ取值下每个月含电动汽车储能的VPP所多获得的收益,σ的取值分别为0.05、0.1、0.15。由图1可看出,在风力较大的冬季和春季含电动汽车储能的VPP所多获取的收益更多;相对于不含电动汽车储能的VPP,含电动汽车储能的VPP所获得的收益多出了25%以上(例如3月与12月,而在1月更是多出将近45%);当σ为0.05时,由于利用电动汽车储能相对比较便宜,则VPP就会尽可能多地利用储能;但随着σ值增大,由于利用储能的代价越来越大,当σ取值为0.1、0.15时含电动汽车储能的VPP所多获取的收益将减少。

图2给出了含电动汽车储能的VPP获取最优收益时,利用电动汽车储能发出的电能所占的百分比。由图2可看出,随着利用储能代价的增大(即σ值的增加),利用储能所占的百分比随之减少。

假设1月是VPP需要利用储能最多的月份,则当σ=0.05时,VPP需要的可利用储能容量为60 MW·h,当σ=0.15时,VPP需要的可利用储能容量为20 MW·h。由此就产生了一个问题,到底需要多少电动汽车满足最佳储存容量需求。这一问题需要通过分析电动汽车放电深度来解决。假设每辆电动汽车通过提供对其最有益的放电深度向VPP提供储能服务,即放电深度为40%时(如图3所示),则每辆电动汽车可提供0.4×30=12(k W·h)的容量,VPP就需要1 667~5 000辆电动汽车以满足VPP对储能20~60 MW·h的需求。

基于1.2节所述的电动汽车收益模型可得不同σ与放电深度值下的电动汽车年收益,如图3所示。

由图3可看出,当σ=0.05时,储能的利用代价较低,较多的电动汽车储能被利用,对于电动汽车车主而言,虽然每次获得的收益较低(免费获得的电力较少),但是从长期的角度而言,因为参与VPP运行的次数较多,反而获得了更好的收益。但随着σ值的增大,VPP利用储能的代价增大,故电动汽车储能利用的频率也随之降低,因此电动汽车车主所获得收益也随之减少。由此可看出,σ值越小,电动汽车储能利用的次数增多,电动汽车车主的收益就会越多,足以满足电动汽车储能电池参与VPP后充放电次数增多所造成的损失。当电动汽车储能电池最佳放电利用深度DOD=40%,σ=0.05,可充电次数12000次,电池容量30 k W·h,零售电价0.4元/(k W·h),电动汽车车主在其储能电池寿命内可由VPP获得57 600元的电能,参考文献[15]所提供的电动汽车储能电池的成本相当于50 400元,因此电动汽车参与VPP所造成的损失足以得到补偿。

5 结论

本文主要研究了VPP内部分布式发电资源优化运行方式。为了使风电这类具有间歇性、可预测性差、受自然环境影响较大的新能源能参与到电力市场中,本文利用电动汽车作为储能解决风力发电的不足,联合配电网中的分布式风力发电单元与电动汽车形成VPP,进而参与到日前电力市场中。

本文建立了日前电力市场环境下的VPP模型,该模型以VPP效益最大化为目标,对由电动汽车储能与分布式风力发电单元联合构成的VPP进行了分析。利用某地风电的实际数据,采用滚动时域分析方法,对本文所提出的模型与机制进行了仿真分析。通过仿真验证了含电动汽车储能的VPP在效益方面可获得较大的提升。

同时,由于电动汽车与分布式风力发电单元的所有者不同,本文阐述了电动汽车参与VPP运行后的补偿机制,算例表明该补偿机制具有良好的可行性。

分布式光伏发电并网调度的探讨 篇4

1 光伏发电并网体系

分布式光伏发电并网体系是运用半导体光生伏特效应把相关的光子能量转化为直流电能, 直流电能在经过一定程度的汇流升压逆变后逆变为三相、50Hz的单相或三相交流电, 大中型的光伏电站则继续经过进一步汇流再通过升压变压器提升至更高一级电压, 最终并进高压电网 (如图1所示) 。

2 光伏发电体系保护装置

根据保护装置的保护范围, 光伏发电系统分为逆变设备之电网间交流保护设备、逆变设备保护设备、光伏板至逆变设备之间的直流保护设备。

2.1 逆变设备至电网间交流保护

光伏电站的相关并网线路一般配置独立的保护装置。位于电网侧的主要配置主保护和后备保护, 主保护主要为电流速断保护, 其特点是零秒速动, 其可以迅速的将相关事故进行切除, 后备保护主要为限时速断保护, 属于临近或者是下级存在事故时进行带时限切除的一种有效保护, 而光伏电站侧一般只是进行主保护配置, 通常后备保护是不配置的。

2.2 逆变设备保护

逆变器中一般主要配置有电流、频率、电压控制和防孤岛保护。光伏逆变器具备一定的过电流能力, 在电网中出现短路时会向电网系统输出一定的短路电流, 一般不应该大于额定电流的1.5倍。并网的光伏电站要求配置防孤岛保护, 要是光伏电站出现孤岛模式, 防孤岛保护就能飞速的进行检测, 经过对应逻辑部分执行以及电网链接断开。防孤岛保护方法是有着很多分类的, 最常见的是被动式及主动式, 这两种方式一定要同时具备, 被动防孤岛保护方法其关键是电压的相位跳动、频率变化率以及三次电压谐波变动;相对的主动防孤岛保护方法关键是电流脉冲、无功功率变动、有功功率变动、频率偏离的注进所导致的阻抗变动。

2.3 光伏板至逆变设备之间的直流保护设备

逆变器设备至太阳能光伏板间的配置直流保护, 一般是利用空气开关来呈现的, 因为逆变器在靠近电网体系侧时已经装设了逆变器保护, 另一侧是不需要装设的, 只要在相关光伏板侧进行直流保护配置。因为光伏板是需要较为特殊的材料来制作的, 在负荷电流较大时可以设定最大额定电流为相对应的限制时, 光伏板则会开始板面破裂及鼓肚等现象, 这时空气开关就一定要使用高精度的材料来制作, 这样才能充分的满足逆变设备至光伏板间的直流保护运作需求及要求, 直流开关开断电流是对应光伏板的最大额定电流进行选择整定。

3 分布式发电并网调度

3.1 并网调度管理范围规划

目前根据电网调度管理规则, 电网调度只是管理至配电网及光伏电源连接的电网进线对应并网接入点 (正常为产权分界点) 电气装置, 在并网接入点之下的电气装置是由光伏发电用户自行管理且操作维护的, 其相关的装备属于电网调度所许可的装置。若是光伏发电经过逆变设备断路器的解环以及合环操作, 则是需要电网调度的同意。

3.2 光伏发电并网投运

光伏电源的投运顺序有五个关键的步骤, 第一步是经由电网调度指挥, 用系统带保护的相关分段、分支、环网以及开闭所的开关, 对光伏电源并网线路进行冲击, 在站内的母线和相关附属装置进行充电, 在第一步正常之后, 开始第二步, 经由光伏发电依据从上至下原则, 对光伏电站的内部附属装置、电力电缆进行一定程度的充电, 逆变设备交流输进侧带电正常, 注意逆变装置内的交流开关应断开;第三步是经由光伏发电站把相对应的光伏板至逆变设备直流位置进行一定的冲击, 在完成直流输进回路充电时, 逆变设备装置内的直流开关应合上并保持运作良好;第四步是光伏电源内部的逆变设备所装设的相关交流开关合上并保持良好的运行;第五步是光伏电源的链接光伏板并网开关应该进行时限性调整, 经过依据光伏发电自身装置的差别展开20s~300s范围展开一定的整定, 这时通过该可调动的延时时间之后, 则就可以将并网开关启动, 把光伏电源及对应配电网实行并网。

3.3 并网发电计划管理

光伏电源并网发电应该依据电网系统来指定对应计划展开发电, 在并网光伏电源的容量较大时就需要功率控制系统的安装, 与火力发电厂的对应AGC系统相同, 控制光伏电源有功功率的输出并网, 并快速的接受电网调度的有功出力的控制指令, 在依据该系统进行自动执行, 光伏电源有功功率的正常稳定输出最大的功率与变化率要依据电网调度的给定值, 并依据远动信号对其展开跟踪考核, 光伏电源功率输出会影响系统的稳定运行, 特别是在系统电网的特殊运行方式及事故时, 光伏电源的相关功率输出影响也是极为明显。光伏电源会随着太阳光的辐射度而降低, 其输出功率也会降低, 尤其是在雷雨天气时, 光伏电源会受到极大的影响, 其对应输出功率会急速降低, 这也就需要光伏电源应具有输出功率变化率的限制力。实际上分布式光伏接入容量比较小时, 其对电网系统的影响也不大, 电网调度就不会下达发电功率曲线, 在达到一定容量后, 这就要求按发电功率曲线运行, 以便于达到电网系统潮流影响。因为光伏板不会产生无功功率, 其只具有输出有功功率, 这需要从电网吸收较少的无功, 该状态下由于要求光伏电源参与电网系统的无功电压调节, 光伏电源在早期建设时需要配置自动无功补偿设备, 并且其要运行电气装置就必须是有载调压。对较小或者是早期的小容量临时性并网光伏电源, 只需对相关月度并网电量展开一定的考核管理, 由于其对电网系统影响不大, 则就不需要装设功率控制系统, 不过要确保并网装置的安全稳定运作。

3.4 光伏电源解合环

在光伏发电正常运作之后, 一般是依据太阳光, 经过相对应的逆变器设备展开自动化检测, 自动的完成相关并网发电操作;而展开计划性退网时, 光伏电源应该先经过断开光伏板侧的直流开关, 逆变设备停机后再断开相关逆变设备侧的交流开关, 并依据实际状况对设备进行停电操作。当光伏电源的并网容量不大时, 可不用断开光伏板侧直流开关, 可进行直接的逆变设备停机操作, 或者是逆变设备侧的交流开关断开;光伏电源展开计划性并网时, 可依据上步骤逆程序进行。光伏电源的输出功率大时, 在启动并网时要依据其相关输出有功功率逐步并网, 以便于保障其相关变化不会超出所设置的最大功率变化率, 确保系统能够稳定运作, 退网切除光伏电源有功功率时还要注意在电网允许的功率变化范围之内;若是装置出现事故时或者是电网体系出现事故时, 光伏电源的非计划退网应由逆变设备和保护装置展开自动检测, 自动完成解合环的相关操作, 并即刻将事故点隔离, 以便于有效的防止故障蔓延。

结语

分布式光伏发电并网调度的主要特点就是太阳电池组件来产生一定的直流电, 通过并网逆变器转化成符合电网需求及要求的交流电, 最终接入配电网。随着严峻的能源形势以及人类生态环境恶化促使世界光伏产业及市场发展迅猛, 分布式光伏发电并网容量将不断提升, 而光伏电站主要保护配置在并网逆变器中, 其装置功能的优劣和多套装置之间的配合整定问题将会影响电网的安全稳定运行。所以对光伏并网发电以及相关技术的深入探讨有着很大的实用性意义。

参考文献

[1]孙潇琳, 王存旭.分布式发电对配电网的影响探讨[J].沈阳工程学院学报 (自然科学版) , 2014 (03) .

[2]孙高峰.浅谈分布式光伏发电[J].电脑知识与技术, 2014 (10) .

cq分布式发电实习报告 篇5

关键词：分布式发电,发展状况,并网

随着近些年能源问题的日益突出, 人们对清洁、高效、无污染能源的关注越来越高。如何将清洁能源应用到发电中, 将现代电网改造成一个智能化、清洁的电网是广大电力工作者致力研究的一个方向。分布式发电以小规模、分散式的方式布置在用户附近, 可独立为用户供应电能。分布式发电以其灵活、高效性受到广泛关注, 将分布式发电与大电网相结合, 可以改善能源结构, 实现可持续发展。然而, 大量的分布式电源接入也给电网带来了一些新的问题有待解决, 如含分布式电源的配电网电能质量问题、继电保护问题、孤岛问题等。

1 分布式发电技术的概念与优势

分布式发电 (Distributed Generation, DG) 是指功率从几十kw到几百kw模块式的、分布在负荷附近的清洁环保发电设施, 能够经济、高效、可靠地发电。其一次能源包括太阳能、风能、生物质能、地热能等可再生能源。

分布式发电与传统集中式的发电相比具有以下突出特点和优势[1]。

(1) 一般分布在用户附近。

分布式发电可以独自为用户供电, 这对于新疆、西藏的一些电网难以到达的相对偏远地区来说提供了较好的供应方式。

(2) 容量较小, 适合个体用户。

分布式发电系统一般容量较小, 从几Kw到几百上千kw, 实现并网运行。

(3) 具有突出的经济优势。

建设大型发电厂一般投资巨大, 并且建设时间长。分布式发电系统一般只需几个月时间, 且投资也少很多。另外, 由于与用户距离近, 可以进一步的减少网损。

(4) 供电可靠性高, 电能质量好。

由于分布式发电系统既可以并网运行, 又可以单独运行, 在电网出现停电事故时, 可以及时将其与电网隔离, 以实现不间断供电。

(5) 污染小, 更环保。

分布式发电所用能源为风能、水能、天然气、沼气以及太阳能等新型清洁能源, 因而相对火力发电所造成的污染要小很多。

2 分布式发电技术的发展

分布式发电在美国发展较早[2], 2006年, 美国有6000多座分布式能源站, 仅大学校园就有200多个采用了分布式能源站供能分布。美国分布式发电发展迅速的原因一方面由于其天然的能源结构, 其中部以煤电为主, 太平洋西部以水电为主, 南部滨海以天然气发电为主;另一方面美国有相关政策的支持, 允许分布式发电系统并网运行和向电网售电, 确立了支持可再生能源项目的方法, 一些州还确立了包括补助方案竞争性招标程序和面向消费者的融资方案等可再生能源分布式发电政策;再一方面美国分布式发电的涡轮技术、燃料电池和涡轮的混合装置等技术也有利于分布式系统的发展。

日本的分布式发电形式多样, 其中太阳能技术更是世家领先。2004年全世界太阳能电池组件产量为1200MW, 其中日本就生产了610MW, 占全世界太阳能电池组产量的50%以上。其分布式发电的发展主要得益于相关的法令和优惠政策, 例如日本提出对城市分布式发电单位进行减税或免税, 鼓励银行、财团对分布式发电系统出资、融资, 允许非公共事业类的供应商对需求大的用户售电。

欧洲分布式发展目标与美国、日本不同, 其终极目标是以分布式发电系统完全取代现有的火力发电厂, 故其支持力度也更大于美国和日本。例如丹麦在2005年分布式发电系统的发电量约占全国发电总量的一半, 其《电力供应法》更是规定, 电网公司必须优先购买用户自己分布式发电生产的电量, 而消费者有义务优先使用自产的电量;英国分布式发电政策的制定主要着眼于环保和温室气体减排, 英国政府在2001年采取了一系列的措施, 包括:免除气候变化税, 免除商务税, 高质量的热电联产项目还有资格申请政府对采用节约能源技术项目的补贴金。德国分布式发电的“优先价格”法中的一系列法规体现出了其对分布式发电的大力支持, 目前德国的分布式发电已将近50%。

依托于中国丰富的风能和太阳能, 中国分布式发电技术发展很快。“十二五”规划纲要明确提出, 促进分布式能源系统的推广应用。《分布式发电管理办法》的出台明确指出将通过资金补贴、多余电网向电网出售、赋予投资方电网设施产权等措施大力刺激分布式能源发展。

3 分布式发电系统的并网

分布式发电系统的并网会对原有配电网的拓扑结构和网络潮流产生影响, 并使整个网络的运行、控制和继电保护更加复杂。因此上述问题是分布式发电系统发展所面临的主要困难[3]。

随着近些年来电力电子器件的快速发展, 采用逆变器接入电网成为分布式电源接入电网的主要手段, 相比传统的通过同步发电机、异步发电机接入电网, 采用逆变器入网方式的电力系统受浪涌传播影响要大的多。

分布式电源接入电网后, 有可能改变原先系统潮流方向, 使某些用户电压升高也有可能影响电压降落补偿装置的测量, 使补偿装置补偿电压未达到目标电压要求, 从而使电压更低。

那些由电力电子装置接入电网分布式发电系统会产生大量的谐波, 严重影响电能质量, 因此在安装分布式电源装置之前需要估算其产生的谐波多少, 以安装相应的谐波过滤装置, 保证电能质量。

分布式发电系统并网后对原先的继电保护装置也会产生一定影响, 但整体影响不大[4]。美国可再生能源国家实验室曾做过关于分布式发电与配电网络之间的交互影响的研究表明:结果表明当发生单相和三相故障时, 以逆变器方式接入的分布式电源对短路电流的贡献很小, 短路电流主要来自主网, 甚至比5MW感应电机提供的短路电流还要小的多。

孤岛是一个没有调节控制的电力系统, 会出现发电和供电之间不平衡的问题, 且孤岛电网没有电压频率控制, 其特性是不可预知的。但近几年的研究表明, 当大量分布式电源接入电网后, 只要采取适当的控制措施, 发生孤岛的概率是很低的, 因此孤岛问题不会成为分布式电源接入电网的一个技术障碍。

目前, 分布式发电中的某些关键技术还需要突破。

4 结语

总体来看, 分布式发电技术作为新一代发电技术, 发展空间还有很大, 为此完善配电网的设计, 做出合理的规划营运和控制措施适应分布式发电的发展是主要任务。分布式电源所具有的节能、环保、投资少、占地小的特点使其与传统集中式发电系统的比较中占据巨大优势, 虽然目前我国主要还以集中式供电为主, 但随着能源的短缺和环境压力的增加, 这样一种可持续发展的发电方式势必会在电网中占据主导地位。

参考文献

[1]曾琦, 李兴源, 王建.分布式电源接入电力系统的问题研究[A].2006中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集, 2006:568～571.

[2]魏晓霞, 刘士玮.国外分布式发电发展情况分析及启示[J].能源技术经济, 2010, 9 (22) :58～65.

[3]李黎.分布式发电技术及其并网后的问题研究[J].电网与清洁能源, 2010, 26 (2) :55～59.

论分布式发电对配网保护的影响 篇6

当下, 世界各地都致力于发展远距离输电技术。远距离输电技术, 就是将大型的电网设备之间进行连接, 把电力传输到每个地区中, 这是最为常见的远距离输送技术, 其自身存在着很多的优势, 但也有一些问题出现。针对负荷的改变没有高效的检测手段, 在发生事故而形成大面积停电情况的时候, 无法及时减少受事故影响地区, 进而减小风险。对于当前的社会而言, 能源是社会经济发展中无法分割的部分, 所以这就意味着能源具有重要的使用功能, 特别是节能环保方面, 对能源的使用提出了更高的要求。以高效、优质、环保的理念为主, 分布式发电技术也是被逐步的重视起来, 并且作为一种新型的技术应用而被广泛的使用。应用分布式发电手段能够高效地使用资源, 还可以给用户供给节能环保的电能, 对当前国家所号召的战略思想也是一种积极的响应活动。而且, 分布式电源所需的资金通常数额较小, 并且具有灵活稳定的特点, 能够给用户供给持续的能源, 对电网来说是种良好的补充能源, 更是其他国家积极发展的环保能源方式的一种, 而且十分的契合了当下国家的战略思想, 所以总体上来说是具有长期发展意义的, 能够高效地降低化石燃料的消耗, 对大气污染能够得到缓解, 维护了水资源的使用与全球的环境, 更是对后代的一种考虑, 整体上来将是利国利民的优势工程。

1 分布式发电的概念及其电源的配网保护

分布式发电就是对就近配备不大的发电机组提供针对特殊客户的需求发电, 或是提供配电网的经济运转, 进而能够确保分布式发电工作的顺利进行。经常使用的分布式电源能够用内燃机组产生电能, 也可以使用风力发电、太阳能光伏发电, 这些是依据需要能源种类划分的, 再生的能源主要是太阳能、风能、潮汐能等, 以及一些天然气、石油等能源组成, 用分布式储能设备把各类能源结合到一起。当下国内分布式能源的使用情况的效率不高, 伴随着石油能源的持续消耗, 加上全球范围内的环境问题, 以及国内丰富的各类能源, 给我国利用分布式能源打下了基础, 这也是为之后能够持续使用分布式能源打下坚实的基础。为了利用分布式能源, 相应的技术也在不断的进步, 这样可以降低之前分布式能源给电网带来的不良之处, 还能提升利用率。

配网中加入了分布式电源, 对其是具有一定的作用的, 对配电网的大小也有影响, 决定因素是在自身运行结构上的, 使用了放射形的结构, 如果有一个节点存在问题就会影响到整体电网。在分布式电源出现之后, 可以减少电网节点的距离, 可以做到就近供电来提升继电保护的准确性, 有效的对配电网做供电。

关于电流速断保护整定方面, 结合上图单电源辐射型配电网典型路线做分析研究。如果事故出现在ab之间, 这样2就可以瞬时动作, 当线路故障是存在于bc之间, 1可以瞬时动作。如果短路问题是在K1、2之间, 那么2安装处经过的电流值接近于同等。如果要保持选择性, K1短路之后电流速断2可以动作, 对于K2而言短路之后没有动作, 电流速断2必须使得之后线路出口从出短路的整定性。

关于不同接入点的分布式发电研究中, 尤其是要注重系统中电流速断保护的作用, 在分布式电源加入配电网, 出现事故后是因为它的助增和分流影响, 经过保护设施的故障电流会有大小的变化, 还会影响保护范围与灵敏程度, 对线路中继电保护上级和下级配合设置阻碍。

2 线路末端的DG

系统S与DG中间的路线是之前的单电源辐射供电, 现改为了双电源供电, 其余的还是单电源供电。因为短路情况出现在系统的任何地方, DG所产生出的保护效果和影响也就不同。

如果F1位置处出现了短路, 而P3、4未得到故障电流信号, 发生动作对DG就没有影响。经过事故的短路电流在系统S与DG共同提供, 在P1、2上经过的短路电流由系统S供给, 因为P1、2上经过短路电流与DG相比会发现其向量与数值是一样的, 保护动作和DG并与之间关联系数很小, 所以只要有P2存在, 就好起到实际的效果动作, 进而解决事故线路。

如果是F2存在了短路, 但是P3、4未收到故障电流信号, DG并入做有的影响很小。经过故障的短路电流是S与DG中并通两个系统来供给, 因为之前P1的故障电流是单独供给的, 在联网运作的时候对DG而言影响不大, P1在线路出现动作就会有效的启动进而消除故障。P2收到DG产出的短路电流, 会出现两种状况, 一是经过DG供给的短路电流比较大, P2能够依靠动作消除这些线路, 在经过DG就能向LD3提供电流, 会出现一条电力孤岛;二是用反孤岛的方式, 对于DG瞬时感应电压突然的降低电压和系统自发的解除并列关系。

相邻馈线F3有短路情况, 短路短路经过系统S与DG供给, P3可以消除故障路线, 如果是F3出现故障, P1、2都可以接收到DG供给的电流, 如果DG容量太过, P2会错误产生动作来消除本下来, 这样会消除电力孤岛, 进而使得DG和系统之间主动解除并列。

如果F4有故障, 那么P4会消除故障, 但在一方面上因为分布式电源, P1、2会经过供出的方向故障电流, 会产生错误的保护动作而没有选择性。另一方面, P3接受的短路电流经过S与DG供给, 经过P3的时候电流会很大, 在很大程度上使得P3的保护范围扩到到下一段线路中, 和P4之间的联系就不存在了。所以, 这些状况中一定要限制DG的容量, 这样才能保障保护的选择性没有收到影响。

3 结束语

当下在配电网中将分布式电源融合进来, 转变了之前的拓扑结构, 分布式电源可以做到在故障出现的时候, 引起原来的保护设施来排除故障。上文中探析了在分布式电源接入点不同和线路不通地区故障的情况, 分布式电源对反馈线路中保护方式的影响。我国现阶段鼓励风能和太阳能行业的发展, 之后的配电网中占据主导位置的将会是拥有DG网络的配电方式, 探析其自身对配网保护的作用, 以及影响会帮助分布式电源的发展, 对其研究成果也是一大助力。

摘要：从目前来看, 在配网中有了分布式发电的加入之后, 之前的辐射型配电网就变为电源与用户互联的网络发电方式, 从而使得配电网内部的潮流布局也就有了彻底的改变。论文中逐一分析了分布式发电的相关理念, 并对分布式发电的接入点对配网线路维护的影响做了详细的剖析, 提出相应的对策, 希望能够更好地推动配网保护工作的顺利进行。

关键词：分布式,发电,配网

参考文献