智能電網(wǎng)中的分布式發(fā)電技術(shù)

文章簡(jiǎn)要介紹了分析了分布式電源接入對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的影響，并著重討論分析了分布式發(fā)電技術(shù)在智能電網(wǎng)中的發(fā)展方向。

　　1 分布式電源接入對(duì)智能配電系統(tǒng)的影響

　　1.1 對(duì)系統(tǒng)規(guī)劃的影響

　　分布式電源并入電網(wǎng)，將對(duì)傳統(tǒng)的配網(wǎng)規(guī)劃帶來(lái)較大的復(fù)雜性和不確定性[1]。分布式電源增大了區(qū)域內(nèi)負(fù)荷增長(zhǎng)及分布的預(yù)測(cè)難度，同時(shí)其安裝位置的不確定性及固有的間歇性、隨機(jī)性加劇了配電規(guī)劃工作的難度;智能配電網(wǎng)規(guī)劃中，主要需給出分布式電源的最優(yōu)接入位置及容量，解決可再生能源的友好接入問(wèn)題，降低配網(wǎng)規(guī)劃的復(fù)雜性，保證配網(wǎng)整體運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

　　1.2 對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響

　　分布式電源接入電網(wǎng)，系統(tǒng)供需平衡被打亂，系統(tǒng)頻率將發(fā)生變化;分布式電源的啟動(dòng)和停運(yùn)將造成配電網(wǎng)明顯的電壓閃變;分布式電源的電壓調(diào)節(jié)及控制將產(chǎn)生開(kāi)關(guān)器件頻率附近的諧波分量，造成諧波污染;可見(jiàn)分布式電源并網(wǎng)將對(duì)系統(tǒng)電壓、電能質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)損耗等諸多方面產(chǎn)生負(fù)面影響[1]。

　　1.3 對(duì)系統(tǒng)保護(hù)的影響

　　目前，我國(guó)中低壓配網(wǎng)大都是單側(cè)電源、輻射型10kV(35kV)網(wǎng)絡(luò)，饋線保護(hù)裝設(shè)在變電站內(nèi)饋線斷路器處，采用保護(hù)和測(cè)控一體化裝置，一般配置傳統(tǒng)的三段式電流保護(hù)，即瞬時(shí)電流速斷保護(hù)、定時(shí)限電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)，采用時(shí)間配合的方式實(shí)現(xiàn)全線路的保護(hù)。

　　上述饋線保護(hù)方式只適用于單側(cè)電源供電的輻射狀饋線網(wǎng)絡(luò)。分布式電源接入配電系統(tǒng)后，使配電系統(tǒng)變成多源網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布及故障時(shí)短路電流的大小、流向和分布均會(huì)發(fā)生變化，傳統(tǒng)配電網(wǎng)中保護(hù)之間的配合關(guān)系被打破，保護(hù)的動(dòng)作行為和性能都會(huì)受到影響，甚至無(wú)法起到保護(hù)作用。對(duì)基于重合器、分?jǐn)嗥鞯酿伨€自動(dòng)化裝置可能導(dǎo)致重合器誤動(dòng)、相鄰線路的瞬時(shí)速斷保護(hù)誤動(dòng)、分?jǐn)嗥饔?jì)數(shù)不正確等[2-5]。

　　對(duì)于這些問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有了廣泛的探討，提出了各種解決辦法。一類(lèi)是改進(jìn)型的方法，利用現(xiàn)有的保護(hù)裝置根據(jù)分布式電源的接入位置進(jìn)行分區(qū)域設(shè)計(jì);另一類(lèi)是網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)，依靠通信網(wǎng)絡(luò)解決傳統(tǒng)保護(hù)裝置的不足。

　　2 分布式電源接入技術(shù)在智能電網(wǎng)中的發(fā)展方向

　　2.1 儲(chǔ)能技術(shù)

　　儲(chǔ)能系統(tǒng)由兩部分組成：由儲(chǔ)能元件(部件)組成的儲(chǔ)能裝置;由電力電子器件組成的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(Power Conversion System，簡(jiǎn)稱(chēng)PCS) 。儲(chǔ)能裝置主要實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存、釋放或快速功率交換[14]，能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過(guò)電力電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)充放電控制、交直流電轉(zhuǎn)換、功率調(diào)節(jié)控制及運(yùn)行參數(shù)檢測(cè)監(jiān)控等。

　　目前國(guó)內(nèi)外研究的應(yīng)用于分布式電源中的儲(chǔ)能裝置主要為：

　　1)蓄電池儲(chǔ)能：蓄電池儲(chǔ)能可與超級(jí)電容器聯(lián)合使用。但其存在投資高、壽命短、環(huán)境污染等諸多問(wèn)題。目前已有各項(xiàng)新型蓄電池的相繼研發(fā)成功。

　　2)超導(dǎo)儲(chǔ)能：超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置將能量存儲(chǔ)在由電流超導(dǎo)線圈的直流電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中。其主要受到運(yùn)行環(huán)境的影響，即使是高溫超導(dǎo)體也需要運(yùn)行在液氮的溫度下，這是目前利用超導(dǎo)儲(chǔ)能的瓶頸。

　　3)超級(jí)電容儲(chǔ)能：超級(jí)電容器容量可達(dá)幾百至上千法拉。與傳統(tǒng)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(zhǎng)的特點(diǎn);與蓄電池相比,它功率較高，且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。因此，超級(jí)電容器是一