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【干货】分布式光伏发电接入配电网技术的研究

发表于:2016-06-02 13:43:16 来源:论文网

近年来,随着人们都在长期利用能源的过程中,利用化石资源如煤炭、天然气和石油等化石时期仅是一个很短的时期,然而燃烧化石能源所排出的二氧化碳和含氧硫化物,直接导致了地球温室效应和酸雨的产生,化石能源的大量开发利用是造成人类生存环境恶化的主要原因之一,人类面临着经济和社会可持续发展的双重挑战,化石能源被新能源取代是历史的必然。因此,在有限资源和环保要求的双重制约下,人类应未雨绸缪,及早寻求替代能源,这就要求我们所寻求的替代能源必须是可再生的清洁能源,太阳能就是可再生能源的一种。

分布式光伏发电属于可再生能源发电,已经得到了大力的发展,然而,将分布式光伏发电接入配电网,给传统的配电网保护带来了一定的影响,因此,研究保护机制具有很重要的现实意义。本文分析了分布式光伏发电对配电网保护的影响,提出了具体的保护技术,并在此基础上研究出了保护机制。

一、光伏发电系统发展现状

随着光伏发电技术的发展,分布式光伏发电日渐成为满足负荷增长需求、减少环境污染、提高能源综合利用率、提高供电可靠性的一种有效途径。德国是在本世纪初开始实行这一政策的,在世界上处在领先的地位。欧洲的有关机构也对这一技术的发展进行了预估:到二十年代,世界上的太阳能发电总量将会是所有能源的百分之一,到了本世纪中叶,就可以达到五分之一,世纪末将超过一半。在这方面,我国也推行了一些发展策略。要求通过提升能源的开发率让能源使用更加广泛,提升能源的使用率来降低使用的成本。

有关专家认为,到2025年,我国新能源发电就可以占据总发电量的四分之一,因为太阳能光伏发电越来越频繁,利用提升发电率来降低成本,稳定电网也受到了世界各国的广泛关注。如今的光伏发电技术日益成熟,也朝着并网发电以及建筑结合发电的方向发展。当然,国内的这一技术仍然存在一些问题,比如大多数的原材料依然需要进口才能获取,而产品也是大多运到了国外,高价买材料,低价售产品,国内的市场一直停滞不前,这才让我国现在的光伏产业结构发生了调整。

二、分布式光伏发电对配电网保护的影响

一般是通过35kV及以下电压等级馈线接入,当二者的容量比足够大时,就会对配电网的短路电流产生影响,进而对保护装置整定和配合原则产生影响。分布式光伏发电对配电网保护的影响主要体现在六方面:

(一)如果是在分布式光伏发电接入馈线的上游发生故障,那么馈线下游的保护装置就可能会发生误动作;

(二)如果故障发生在相邻的馈线,那么本馈线就可能发生保护误动作;

(三)将分布式光伏发电接入配电网,会影响到馈线部分的保护灵敏度,一旦灵敏度发生变化,就会导致拒动或者误动的发生;

(四)馈线本身具有特定的保护范围,将分布式光伏发电接入配电网,会对馈线的保护范围产生影响,使其发生变化;

(五)当分布式光伏发电接入变电站低压母线时,配电网中各个馈线的电流保护灵敏性会大大地提高,这是由于接入低压母线后,系统的短路容量就会增大很多,相应的短路电流也会增加,所以灵敏性就随之增高;

(六)分布式光伏发电接入配电网之后,一旦容量增大,就可能会导致配电网保护失去选择性。

三、分布式光伏发电接入配电网的新型保护技术

(一)过流保护

在光伏逆变器中,要跟踪太阳光伏阵列的最大功率点,而且还需要进行采样,采样的对象包括三个,分别是直流侧电压、直流侧电流以及交流测电流。对于是否对电路进行过电流保护的判断,已经采用了这个方法,而且由于光伏逆变器存在分辨率高的特性,所以在对电路进行过电流保护时,灵敏度非常的高。在对电路进行过电流保护时,采用光伏逆变器的方法,该保护方法由三部分组成:过流保护主电路、过流保护驱动电路、过流保护控制电路。

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