分布式电源并网技术是当前电力系统领域研究的热点之一。随着能源问题、环境问题、交通拥堵以及人口增长等多重压力的增加,分布式电源(Distributed Generation, DG)因能有效缓解这些问题,得到了迅速发展。本文通过介绍分布式电源的概念、分类及特点,并分析了其并网后对电力系统的影响,最后提出了相应的解决措施,显示了分布式电源并网技术的发展前景。
一、分布式电源的概念与特点
分布式电源指的是接入当地配电网的发电设备或储能装置。其最本质特征为直接向用户供电,电流一般不穿越上一级变压器,实现电能的就地消纳。它具有以下特点:
1. 供电可靠性高:分布式电站相互独立,可以自行控制,在大停电时能够维持全部或部分重要用户或地区的供电,减少大规模停电事故的发生。
2. 发电类型以可再生能源为主:包括太阳能发电(光伏、光热)、风力发电、地热发电等,有效减少环境污染。
3. 直接向用户供电:电流一般不穿越上一级变压器,适应分散式能源资源的就近利用,提高能源的利用效率。
4. 通常接入中低压配电系统:使包含光伏发电、风力发电和先进的电池储能系统等环境友好型分布式电源安全、无缝地接入电力系统。
二、分布式电源的分类
按照使用的一次能源的不同,分布式电源可分为基于化石能源、可再生能源以及混合的分布式电源技术。根据与电力系统的接口技术,分布式电源主要分为机电型和电力电子型两类。机电型直接与系统相联,发出基频交流电;电力电子型通过逆变器与系统相联,发出直流电或高频交流电后转换为交流电。
三、分布式电源对系统的影响
分布式电源并网对电力系统的影响主要体现在以下几个方面:
1. 电能质量:风能、太阳能的波动性和间歇性导致系统电压、功率波动,且风电机组和光伏电站中的电力电子设备产生的大量谐波严重影响电能质量。
2. 电压稳定:由于风力发电和光伏发电功率输出波动大且不确定性程度高,难以调节,需较高的发电备用容量,导致接入系统的电压难以预测。
3. 继电保护的影响:分布式电源的接入改变了系统的结构,影响了系统的短路电流,缩短了保护范围,影响了保护动作的灵敏度和准确度,可能会造成保护的误动、拒动,以及重合闸不成功等问题。
4. 孤岛效应问题:当电网因故障跳脱时,用户端的分布式电源可能未能及时检测停电状态而形成自给供电的孤岛,需解决如何形成合理优化的孤岛,即最优孤岛划分。
四、解决措施
为了确保分布式电源顺利并网,解决上述影响,可采取以下措施:
1. 采用储能技术:储能技术可以弥补新能源发电的随机性和波动性,实现新能源发电的平滑输出,提高电能质量,降低对电网的影响,使大规模风电和太阳能更安全、可靠地并入常规电网。
2. 串联电抗器:用于改善电网稳定性,减少电网中的谐波,提高电能质量。
分布式电源并网技术的应用,将推动电力系统向更加智能化、灵活化的方向发展。尽管存在一系列的技术挑战和问题,但是随着科技的不断进步,相关技术难题有望逐步得到解决,分布式电源并网将成为未来能源领域的重要发展方向。