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摘要:在经济迅速发展和能源局势日益紧张的形势下,分布式光伏发电的应用有利于实现经济和社会的可持续发展,满足全社会对电力能源的实际需求。本文首先阐述了分布式光伏发电并网的发展现状,然后分析了分布式光伏发电并网对配电网运行的影响,最后论述了解决分布式光伏发电发展问题的有效对策。
关键词:分布式;光伏发电;配电网;运行安全
一、引言
传统的化石能源都是不可再生能源,虽然可以满足当下经济发展的需求,但是毕竟不是长远之计。分布式光伏发电与传统化石能源最大的不同就是它是清洁、无污染的可再生能源,不会对生态环境造成较大的影响,可以实现经济效益和社会效益的统一。分布式光伏发电凭借其自身的优势在市场中所占的份额不断扩大,但是在使用过程中仍然诸多需要解决的问题。需要电力部门对此给予足够的重视并且采取有效的对策来解决这些问题。
二、分布式光伏发电并网的发展现状
分布式光伏发电是一种全新的发电方式,可以充分满足社会对清洁能源使用的需求。在生态破坏、资源枯竭的社会形势下,人们逐渐认识到清洁能源的重要性,所以以光伏发电为代表性的各种可再生能源开始得到社会的关注,并且成为一些地区发电的主要方式。我国为了更好地应用分布式光伏发电为社会的可持续发展服务,开始对分布式光伏发电进行深入研究,对分布式光伏发电对配电网运行的影响也进行了重点分析。
光伏发电就是利用太阳能发电的一种发电方式,用户在住所附近建设光伏发电的基础设施,利用电路系统将太阳能转换为电能。传统火电发电方式不仅会造成煤炭资源的枯竭,而且还会对生态环境造成较大的污染,反过来对人类未来的发展非常不利。光伏发电方式则完全突破了传统火力发电的弊端,完全符合经济社会可持续发展的要求,所以它的发展前景十分光明。分布式光伏接入到电力系统中会在一定程度上改变电力系统的运行方式,原本的垂直辐射网络会逐渐被水平式网络所取代。分布式光伏发电具有自发性的特点,多余的电量可以实现多样化使用,可以起到平衡配电系统的重要作用。光伏组件产生的直流电会经过高效利用之后会转换为交流电。
三、分布式光伏发电并网对配电网运行的影响
1.对运行安全的影响
分布式光伏发电接入到配电网之后会改变短路电流的分布特性和流向,也可以将原本的辐射型配电网转换为多电源结构的配电网。以继电保护为例,分布式光伏发电在配电网发生短路之后会将电流诸如到短路点位置,导致短路电流在短时内快速增加。
2.对检修安全的影响
因为分布式光伏发电的使用多数是比较独立的,所以一旦光伏发电的基础设施出现了故障,便会产生孤岛效应的问题。如果检修人员在检查整个光伏发电时没有注意到细节上的故障,就会导致电路运行过程总的有效因素失效,给电力系统和检修人员带来非常严重的安全隐患。
3.对电能安全计量的影响
分布式光伏发电并网将发电系统与配网二者连接起来,每个用户都有一块针对分布光伏电源的计量型设备,这种方式有很大的问题,可能存在不法窃取电能的行为,这种情况就会降低电能表的精准性和高效性,影响电力系统的安全运行。窃电行为主要通过改接法和升压法等进行。
运用改接法进行窃电的原理是,用户利用调节系统中的接线来控制电能计量,然后将负荷消耗功率与光伏发电功率进行对比,如果负荷消耗功率大于光伏发电功率,就会通过交流方式将电能传输到关口表,这样就导致光伏电源的发电量出现混淆的情况。利用改接法可以提高关口计量设备中的电流量,制造光伏发电的假象来获得政府的对光伏发电的政策性补贴。
升压法就是用户利用升压变压器建立虚拟的电网电压,并将电能计量设备与关口连接起来,不法分子故意提高关口计量设备两侧的电压差距,这样就会提高电能表的计量值,让关口表显示出更高的计量值,以便用户获得政府的政策性补偿。同时,不法分子还能利用并接电流法来窃取电能,具体的原理就是通过调压器来对线路电压进行调节,如果原边的电压值比较小,副边就能得到更高的电流值,通过这样方式就能降低电量的计量值。在分布式光伏发电中窃取电能的操作比较容易,安全问题比较小,这就更给了不法分子以可乘之机。
4.对网损的影响
分布式发电对网损的影响是既可以增大也可以减小,这主要受DG位置、负荷量大小以及网络拓扑结构的影响。接入DG可以改变整个配电网的负荷分布变化。当配电网中所有负荷节点处的负荷量大于这个节点DG的发电量时,就会降低电力网络线路中的损耗;当配网中至少有一个负荷节点处的负荷量小于这个节点DG的发电量,但是整个配电网的总负荷量在DG发电总量之上时,就会增加某些线路的损耗,但是线路的总体损耗会降低。
四、解决分布式光伏发电问题的有效对策
针对继电保护中的电流保护,在没有接入分布式电源之前,继电器在线路发生故障时可以通过检测故障电流的方式来处理故障;当分布式电源接入之后,就会改变系统潮流的大小和方向,从而减少经过继电的电流量,而且继电保护还有可能因此失效,甚至会出现保护的死区,这就将极大降低了电力系统的运行的安全性和稳定性。因此,一定要找出有效的措施来解决分布式光伏发电中存在的各种问题。
1.保证配电网运行安全
当配电网出现二相或三相短路时,分布式光伏电源的短路电流不能超过额定电流的1.5倍,当分布式光伏并网点的下游出现短路现象时,主电源的短路电流量就会减少,减少的幅度与分布式光伏发电的接入容量和系统短路的容量有十分密切的关系。通过重合闸配合与分布式光伏发电脱网特性的方法可以有效消除分布式光伏发电的短路影响,具体措施如下:适当延长变电站重合闸延时的时间,以三秒为宜;不保持配电终端的电流信号或将信号保持的时间缩短到一秒内。如果分布式光伏发电并网的发网容量超过线路总容量的四分之一,就需要重新确定配电终端故障信息上报的阈值。
2.保证检修安全
电力企业应该建立健全检修管理机制,进一步加强分布式光伏发电并网配网的安全性和稳定性。经过大量实验证明,分布式光伏发电的孤岛效应是不可避免的,所以需要采取完善的辅助措施,可以通过制定完善的分布式光伏发电并网配电检修管理措施,防止在线路检修中受到各种不安全因素的影响。
3.技术规范手段
第一,加强入网检测,保证系统跳开开关后可以将并网光伏的电源系统自动切除;第二,强化技术监督,确保分布式光伏发电并网的配置失压跳闸功能可以正常使用;第三,采用联动的方式,当配电的总关跳开后,下级所有电源公共连接点的开关就会联动跳开。
五、结束语
综上所述,分布式光伏发电与传统发电方式相比虽然有较大的优势,但它毕竟是新型的发电方式,在发展过程中还有很多需要解决的问题。电力部门应该继续优化分布式光伏发电,始终贯彻我国大力提倡的可持续发展理念,广泛普及分布式光伏发电方式,为实现人与自然的和谐发展奠定坚实的基础。
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