系統故障條件下分布式電源孤島運行的探討

史雅文

摘 要：系統在發生故障期間，為了實現負荷供電形式，就要實現分布式電源孤島運行模式。山東理工大學不僅對該模式進行分析，還闡述DG在孤島內的形成條件以及相關的解決方法。

關鍵詞：系統故障；分布式；電源孤島

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.067

0 引言

系統故障條件下，DG在孤島運行中發揮重要作用。它不僅影響著電網在供電期間的可靠性，還影響了分布式電源實現的優越性。所以，DG在孤島運行期間，不僅要充分實行它的重要性，還要減少它在系統中產生的不利因素。

1 孤島的模型分析

常用的負載形式是在RLC并聯中完成的。該系統在正常運行期間，負載的有功功率與無功功率都與負載產生的電壓、角頻率、DG網中輸出的有功功率、無功功率相關[1]。具體的運行公式為：負載的有功功率

在這種變化形式中，如果有功功率為零，DG系統中產生的負載功率與它相同，輸出的電壓值就會不變。當無功功率為零時，它就會與負載的無功功率相同，電壓的輸出頻率也不會發生變化。

2 系統故障期間，DG形成的孤島條件

2.1 影響DG孤島的相關因素

（1）DG容量。DG容量的大小影響著孤島的形成條件，也反應了DG的調節能力。電網與母線相連期間，它們都能像負荷進行供電。其中，負荷容量與DG容量如圖中所示。在這種情況下，用戶在供電期間一般會減少對電網的依賴，因為如果失去電網的供電能力，在DG中還有3MW進行運行，但這期間要將6MW負荷進行切除，這樣才能保障DG與負荷在功率上保持平衡[2]。如果DG容量大于負荷容量期間，在這種情況下如果出現孤島現象，由于發電機以及電壓升高現象的影響，DG就不能分配多于的電能。檢測裝置在這種情況下就影響分布式系統頻率與電壓的上升。所以就要利用自動化控制以及相關調節手段來進行。如為DG提供2MW負荷供電來提高供電期間的可靠性。

（2）孤島內的靜態穩定。靜態穩定是在各個系統運行中都要考慮的因素，電力系統中產生的靜態穩定主要是電力系統出現一定干擾現象，但自身卻不發生振動以及相關作用，最后，系統自動形成運行恢復狀態。要保持孤島在運行期間維持靜態穩定，就要保證DG中具有一定的備用容量。這樣不僅能保障供電期間對電能質量的良好性，機組中的容量還會大于發電總負荷。因為孤島在運行期間是根據DG經濟變化以及其他負荷產生供電可靠程度來實現的，所以在保證島內運行的穩定性，就要具有少量的負荷備用。這樣才能對島內頻率進行調整，促進島內運行期間的穩定性。

（3）負荷性質。電力系統中產生的負荷性質分為多類，如照明、壓縮機、變壓器產生的消耗以及通風機、水泵等。在DG孤島運行期間，要根據DG的發電容量、負荷以及產生的調節能力等。因為不同的負荷變化與產生的電流變化具有較大關系，所以要分析出各個線路在負荷影響下對孤島運行期間產生的影響因素[3]。如果系統中的聯絡線路出現故障，對比較短時間供電的孤島模式就要利用負荷性質來決定。如果對不間斷的孤島模式來說，就要對各個部分的負載線路進行切除，這樣不僅能保證孤島內在功率以及靜態上的穩定性，還能促進DG中相關負荷進行孤島實現運行模式。

2.2 提高孤島穩定性的方法

（1）無功補償法。由于電網在控制期間，DG系統中形成的電壓與電網中的電壓保持同步，主要是單位的功率因素所產生的具體條件。孤島在運行后期，本地產生的負載有功功率與無功功率數值與DG系統中形成的容量之間數值影響了該系統在電壓以及頻率上的變化，從而降低孤島在運行期間形成的穩定性。孤島在發生后期，根據對孤島數值的監測情況可以看出，孤島內的電壓參數與頻率之間的變化與孤島的穩定運行具有較大影響，并能夠對相關的異常現象做出相應判斷以及正確操作行為。如孤島在運行期間，本地負載與電阻值與電感性相同，若，負載兩端的電壓頻率就會為上升趨勢，所以這期間就要減少無功負載存在的額不匹配程度。孤島在運行期間，如果本地負載與電容性相同，負載兩端的電壓頻率也會上升，這期間也要減少無功頻率體現的不匹配程度[4]。根據以上條件可以看出，要判斷出頻率之間的變化趨勢，就要掌握本地負載在無功頻率上的變化特征，然后改變無功頻率存在的不匹配程度，從而保證孤島在運行期間以及檢測期間的穩定性。

（2）快速減載。系統中如果沒有有功功率期間，系統內的下降速度與轉動時間就會產生較大影響。DG網形成孤島，分布式電源在轉動時間上保持不變，如果孤島系統內的頻率出現變化形式，主要就是缺少功率現象。所以在這種情況變化下，就要利用快速自動減載裝置，根據功率在缺失不斷切換負荷，保證孤島頻率在一定的事故范圍內，從而保證系統的安全、穩定運行。由于孤島在DG上形成不同模式，所以在減載期間，要保證實時性。要對系統內的負載進行切換，就要根據孤島內的實際功率和DG的穩定性來實施。如果DG孤島在運行期間，要控制好系統的穩定性，就要對電壓質量以及頻率質量進行調節，當該系統出現故障，就要對系統內的輸入功率、負載容量以及DG的輸出功率進行判斷、調節，從而保證負荷的合理切除。

3 結論

隨著分布式發電技術水平的不斷提升，相關的電源性能在利用期間也得到改進。而且，DG在電力市場中決定中積極力量，它與電力系統之間的融合形成穩定、靈活性的運用形式。不僅實現了新型的發電方式，也提升了電源系統的良好利用率。

參考文獻：

[1]向月.故障條件下含分布式電源配網的孤島劃分與重構優化策略研究[J].電網技術，2013（04）：1025-1032.

[2]陳建斌.含多種分布式電源的微網系統孤島運行安全穩定性[J]. 南方電網技術，2013（04）：71-74.