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【干货】分布式光伏发电如何配电网协调发展?

发表于:2016-04-09 10:08:00    
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其次,分布式光伏发电产生的电能,一般都需要利用电力电子装置进行电能变换后才能并入电网,而电力电子装置工作产生的谐波,可能对电网的电能质量产生不利影响。另外,电力电子装置在动态调节和控制惯性、过载能力、故障穿越能力等方面,与传统发电机有很大的差异,也被看作是电网稳定运行的潜在风险。当分布式光伏发电接入容量的比例较小时,这些特性差异对电网的影响可以忽略,而随着接入容量比例的不断增加,其对电网稳定性的威胁也越来越显著,并终将达到电网难以耐受的程度。

最后,分布式光伏发电在投资和产权主体,以及建设位置分布上更倾向于分散,应用环境以及客户的需求也更加多样化,调度和控制的要求更加简便灵活和多变。如果沿用传统电力系统相对集中的规划、设计建设以及管控模式,将在很大程度上限制分布式光伏发电技术优势的发挥。因此,分布式光伏发电的推广应用,给配电网运营管理以及相关行业技术标准和规范的制定与执行都提出了新的要求。

为了充分发挥分布式光伏发电在新型可再生能源开发利用战略中的重要作用,就必须解决分布式光伏发电大规模接入可能对配电网规划建设、安全稳定运行以及运营管理等产生各种不利影响,这不仅需要政策的支持,更离不开新技术的支撑。

三、主动配电网关键技术

主动配电网是一个可以综合控制分布式资源(分布式电源、负荷和储能装置等) 的配电网,它使用一个灵活的网络拓扑控制系统潮流,并且在合适的监管环境和准入协议下,使得分布式资源能在一定程度上为配电系统提供支持,体现为“主动规划、主动控制、主动管理、主动服务与全面感知”。主动配电网可以被看作是一个“智能配电系统”,其推广应用,将对于提高电力系统整体的调度控制性能具有积极的作用。

主动配电网的关键技术涉及电力系统、电力电子、储能、自动控制以及网络通讯等多个领域,包括:

(1) 柔性组网技术: 结合配电网连接方式及设备型式,利用各种电力电子装置,通过柔性变压、双向潮流控制、电能质量治理、不间断供电等多种柔性控制技术,为电网提供灵活调节能力,使交流、直流、交直流混合等多种网络结构发挥各自优势,互联共存,提升分布式光伏发电接纳能力、供电可靠性和供电能力。

(2) 保护技术: 基于模式识别、多信源、大数据等技术,通过直流保护、自适应保护、网络保护等技术,实现故障的准确判断、可靠隔离和故障区段的准确识别。

(3) 储能技术: 根据不同储能形式在规模、功率密度、能量密度、转换效率、速率、寿命、成本、可用性、技术成熟等方面的优缺点,针对规模化储能系统,将不同的储能介质结合使用,通过对不同储能方式配比优化设计和功率协调控制,发挥各自优势,实现混合储能系统的高效、经济和可靠运行。

(4) 能量管理技术 (energy management system,EMS) : 通过先进传感器网络和智能终端技术,实现对电网运行状态、电源及负荷特性的识别,在单元层面预测电源出力、充放电需求、负荷需求,达到配电网系统完全可观可控; 基于多源大数据平台,通过协同优化技术,实现主动配电网“区域自治、全局优化”。

(5) 即插即用技术: 基于标准化接口,结合感知元件和信息交互技术,管理本地与配网间的信息和电力双向流动,具有自检测、自诊断、自保护功能,能够被配电网自动识别,并在线自动纳入管理。

(6) 新能源接入电压控制技术: 新能源接入增大了电压调节难度。通过本地和全局电压协调控制,一方面对本地电压控制环节和控制能力进行实时跟踪和实时预测,向系统预报本地无功需求和无功可调节量,由系统进行全局优化; 另一方面根据系统指定的电压控制值,通过本地各无功电压控制环节的联合控制,保证接入点新能源接入的电压安全。

(7) 可再生能源高渗透区域谐波治理技术: 为了适应大量间歇波动性可再生能源、电力电子装置、不平衡和非线性负载接入,需解决这些单元之间引起的谐波超标和谐振问题。利用可再生能源并网变流器、有源滤波器等电力电子装置吸收谐波,并为系统提供一定的阻尼抑制谐振,保证配电网的安全稳定运行和高质量供电。

基于以上技术特征,主动配电网可按照稳定和可靠运行的要求,将内部的分布式发电装置、储能装置、负荷等的特性进行统一规范和设计,并通过联合调度和控制,在确保系统稳定运行的基础上,实现分布式光伏发电的宽限接入; 通过主动管理和控制,鼓励各种不同的电力用户积极参与电网互动,同时可以接受大电网统一调度,实现内部负荷及多种能源的优化配置,为电力用户提供安全、可靠、优质、经济和环保的电力供应。正是主动配电网的上述特点,使其在分布式光伏发电装置与电力系统之间建立起一个“政策、规范和控制的缓冲层”,较好地平衡主动配电网内部分布式光伏发电与外部传统电力系统在管控模式、技术标准以及利益格局方面的差异,提高电网接纳分布式光伏发电的能力。

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责任编辑:solar_robot
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