智能電網中的分布式發電技術
文章簡要介紹了分析了分布式電源接入對電網產生的影響,并著重討論分析了分布式發電技術在智能電網中的發展方向。
1 分布式電源接入對智能配電系統的影響
1.1 對系統規劃的影響
分布式電源并入電網,將對傳統的配網規劃帶來較大的復雜性和不確定性[1]。分布式電源增大了區域內負荷增長及分布的預測難度,同時其安裝位置的不確定性及固有的間歇性、隨機性加劇了配電規劃工作的難度;智能配電網規劃中,主要需給出分布式電源的最優接入位置及容量,解決可再生能源的友好接入問題,降低配網規劃的復雜性,保證配網整體運行的安全性和經濟性。
1.2 對電網運行的影響
分布式電源接入電網,系統供需平衡被打亂,系統頻率將發生變化;分布式電源的啟動和停運將造成配電網明顯的電壓閃變;分布式電源的電壓調節及控制將產生開關器件頻率附近的諧波分量,造成諧波污染;可見分布式電源并網將對系統電壓、電能質量、網絡損耗等諸多方面產生負面影響[1]。
1.3 對系統保護的影響
目前,我國中低壓配網大都是單側電源、輻射型10kV(35kV)網絡,饋線保護裝設在變電站內饋線斷路器處,采用保護和測控一體化裝置,一般配置傳統的三段式電流保護,即瞬時電流速斷保護、定時限電流速斷保護和過電流保護,采用時間配合的方式實現全線路的保護。
上述饋線保護方式只適用于單側電源供電的輻射狀饋線網絡。分布式電源接入配電系統后,使配電系統變成多源網絡,網絡中的潮流分布及故障時短路電流的大小、流向和分布均會發生變化,傳統配電網中保護之間的配合關系被打破,保護的動作行為和性能都會受到影響,甚至無法起到保護作用。對基于重合器、分斷器的饋線自動化裝置可能導致重合器誤動、相鄰線路的瞬時速斷保護誤動、分斷器計數不正確等[2-5]。
對于這些問題,國內外已經有了廣泛的探討,提出了各種解決辦法。一類是改進型的方法,利用現有的保護裝置根據分布式電源的接入位置進行分區域設計;另一類是網絡式保護,依靠通信網絡解決傳統保護裝置的不足。
2 分布式電源接入技術在智能電網中的發展方向
2.1 儲能技術
儲能系統由兩部分組成:由儲能元件(部件)組成的儲能裝置;由電力電子器件組成的能量轉換系統(Power Conversion System,簡稱PCS) 。儲能裝置主要實現能量的儲存、釋放或快速功率交換[14],能量轉換系統通過電力電子設備實現充放電控制、交直流電轉換、功率調節控制及運行參數檢測監控等。
目前國內外研究的應用于分布式電源中的儲能裝置主要為:
1)蓄電池儲能:蓄電池儲能可與超級電容器聯合使用。但其存在投資高、壽命短、環境污染等諸多問題。目前已有各項新型蓄電池的相繼研發成功。
2)超導儲能:超導儲能裝置將能量存儲在由電流超導線圈的直流電流產生的磁場中。其主要受到運行環境的影響,即使是高溫超導體也需要運行在液氮的溫度下,這是目前利用超導儲能的瓶頸。
3)超級電容儲能:超級電容器容量可達幾百至上千法拉。與傳統電容器相比,它具有容量大、能量搞、工作溫度范圍寬和使用壽命極長的特點;與蓄電池相比,它功率較高,且對環境無污染。因此,超級電容器是一
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