分析分布式電源并網(wǎng)技術(shù)

胡愛瑛

摘 要：分布式電源是指位于用戶附近，所發(fā)電力就地消納，通常以10～35kV電壓等級接入電網(wǎng)，并且要求單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)總裝機(jī)容量不超過50MW的發(fā)電項(xiàng)目，具體式指天然氣、太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)電、地?zé)崮艿荣Y源綜合利用的發(fā)電項(xiàng)目。相比大型電源而言，分布式電源能夠在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)減少土地占用量，具有良好的環(huán)保性能。

關(guān)鍵詞：分布式電源；現(xiàn)狀；并網(wǎng)技術(shù)

在大電站建設(shè)周期長、投資高、環(huán)境污染嚴(yán)重，分布式電源系統(tǒng)因其較低的初投資，適合可再生能源應(yīng)用等特點(diǎn)在世界能源領(lǐng)域越來越受到重視。分布式電源與集中發(fā)電、遠(yuǎn)距離輸電和大電網(wǎng)供電的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比，克服了傳統(tǒng)系統(tǒng)的一些弱點(diǎn)，成為其不可缺少的有益補(bǔ)充，二者的有機(jī)結(jié)合，是新世紀(jì)電力工業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。

分布式電源主要有3種，即變流器類型電源、同步電機(jī)類型電源和異步電機(jī)類型電源。變流器類型電源是用變流器連接到電網(wǎng)的電源，比如光伏、電池儲能站等；同步電機(jī)類型電源是指采用同步機(jī)接到電網(wǎng)的電源，比如小水電、各類燃?xì)狻⑸镔|(zhì)能等綜合利用發(fā)電項(xiàng)目；異步電機(jī)類型電源是只采用異步機(jī)接到電網(wǎng)的電源，比如異步式風(fēng)機(jī)、雙饋式風(fēng)機(jī)。分布式電源有著自己的優(yōu)勢，具體來說，分布式電源自身規(guī)模小、工期短、投資少；對于可以使用的電能，采取“就地就近”的原則，減少電網(wǎng)輸電線路的損耗；減少化石能源的利用，節(jié)約集約能源，緩解環(huán)保壓力。

1 分布式電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

歐洲有些國家提出，要充分利用分布式能源、智能技術(shù)、先進(jìn)電力技術(shù)等實(shí)現(xiàn)集中供電與分布式發(fā)電的結(jié)合，共同推進(jìn)電網(wǎng)發(fā)展。歐洲有些國家已經(jīng)成功將風(fēng)力發(fā)電的比例提高到10%以上，其中，絕大多數(shù)是小型、分散式風(fēng)電。比如，丹麥建設(shè)的多數(shù)是10000～20000kW的小風(fēng)電場，全國300多萬千瓦的風(fēng)機(jī)比較均勻地分布在各地，以“就地上網(wǎng)、就地消納”為主，減少了對電網(wǎng)的影響。

我國西北部廣大農(nóng)村地區(qū)風(fēng)力資源十分豐富，風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用速度迅猛，除自用外，還可送往其他地區(qū)。對于我國城市地區(qū)，分布式電源作為集中式電源的重要補(bǔ)充形式，已經(jīng)成為當(dāng)今新能源領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一，并實(shí)現(xiàn)熱、電、氣三聯(lián)供的分布式電源系統(tǒng)。

2 分布式電源接入對電網(wǎng)的影響

隨著分布式電源的快速發(fā)展，其應(yīng)用越來越廣泛，在帶來巨大節(jié)能恢復(fù)效果的同時(shí)，也出現(xiàn)了許多問題。尤其是在分布式電源中接入變流器類型的電源，將會影響原電網(wǎng)的供電質(zhì)量，比如負(fù)序、諧波、閃變、電壓不平衡度和電壓波動等。

第一，對電壓的影響。分布式電源的啟停會給低壓電網(wǎng)的運(yùn)行帶來一定的影響。當(dāng)電網(wǎng)電壓和頻率異常時(shí)，分布式電源不應(yīng)啟動，以防事故的發(fā)生。在工作過程中，利用380V電壓等級并網(wǎng)的分布式電源可以自動監(jiān)測電網(wǎng)條件而啟停，也可以根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件由電網(wǎng)企業(yè)協(xié)商確定。而當(dāng)10（6kV）～35kV電壓等級并網(wǎng)的分布式電源啟停時(shí)，必須執(zhí)行電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的指令，以確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全和檢修人員的人身安全。

第二，對系統(tǒng)保護(hù)的影響。由于傳統(tǒng)輻射狀配電網(wǎng)的潮流是從電源到用戶單向流動的，考慮到配電網(wǎng)大多數(shù)故障是瞬時(shí)的，所以，傳統(tǒng)配電網(wǎng)的保護(hù)設(shè)計(jì)一般采用“僅斷開故障支路，對瞬時(shí)故障進(jìn)行重合閘”的原則，即在變電站處安裝反向過流繼電器，主饋線上裝設(shè)自動重合閘裝置，支路上裝設(shè)熔斷器。

第三，對潮流分布的影響。分布式電源接入后會對系統(tǒng)的有功功率和無功功率流向有一定的影響，它們會隨著負(fù)荷附近接入分布式電源系統(tǒng)而發(fā)生變化。在配電網(wǎng)中，某些線路潮流流向不是單一的。考慮到與分布式電源容量和負(fù)荷的平衡問題，有可能為上網(wǎng)線路，也有可能為下網(wǎng)線路。

第四，對系統(tǒng)運(yùn)行的影響。分布式電源接入后，當(dāng)其接入點(diǎn)上級電源失電后，分布式電源仍向一部分負(fù)荷供電，進(jìn)而形成孤島運(yùn)行的態(tài)勢。而孤島運(yùn)行分為計(jì)劃孤島和非計(jì)劃孤島運(yùn)行，其中，非計(jì)劃孤島運(yùn)行將會對系統(tǒng)有一定的影響：可能危及電網(wǎng)維護(hù)人員和用戶的生命安全；干擾電網(wǎng)的正常合閘操作；電網(wǎng)不能控制孤島中的電壓和頻率，有可能損壞配電設(shè)備和用戶設(shè)備。

3 分布式電源并網(wǎng)技術(shù)要求

第一，設(shè)備要求。

分布式電源并網(wǎng)前，需對接入線路、變壓器、斷路器和隔離開關(guān)等設(shè)備進(jìn)行容量、短路電流的校核，對電網(wǎng)電壓水平、三相不平衡度進(jìn)行校核計(jì)算。當(dāng)分布式電源接入的容量比較大或逆變器電源接入時(shí)，低壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)低壓總開關(guān)和防孤島裝置。

第二，自動化與通信要求。10kV接入的分布式電源需要按照當(dāng)?shù)毓╇姽芾淼囊笊蟼鞑⒕W(wǎng)設(shè)備各狀態(tài)、電壓、電流、有功功率、無功功率和發(fā)電量等實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)。原則上，以380V接入的分布式電源項(xiàng)目暫時(shí)只要求上傳發(fā)電量的信息，在有條件的情況下，上傳并網(wǎng)點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)的能力，可采用無線公用通信，并采取相應(yīng)的信息安全防護(hù)措施。

第三，繼電保護(hù)要求。10～35kV電壓等級并網(wǎng)的分布式電源宜采用專線方式接入電網(wǎng)，并配置光纖差動保護(hù)。在滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求下，線路可采用“T”接的方式接入，并采用電流電壓保護(hù)。

第四，恢復(fù)并網(wǎng)要求。系統(tǒng)發(fā)生擾動脫網(wǎng)后，在電網(wǎng)電壓和頻率恢復(fù)到正常運(yùn)行范圍之前，分布式電源不允許并網(wǎng)。在電網(wǎng)電壓和頻率恢復(fù)正常后，通過380V電壓等級并網(wǎng)的分布式電源需要經(jīng)過一定延時(shí)后才能重新并網(wǎng)，延時(shí)值應(yīng)大于20s，并網(wǎng)延時(shí)由當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)調(diào)度給定。

第五，并網(wǎng)檢測要求。分布式電源接入并網(wǎng)檢測點(diǎn)為并網(wǎng)點(diǎn)，它必須由具有相應(yīng)資質(zhì)的單位或部門檢測。在檢測前，相關(guān)單位要將檢測方案報(bào)所接入電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)備案。分布式電源并網(wǎng)后6個(gè)月，需向電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)提供有資質(zhì)單位出具的有關(guān)電源運(yùn)行特性的檢測報(bào)告，以表明該電源滿足接入電網(wǎng)的相關(guān)規(guī)定。當(dāng)分布式電源更換主要設(shè)備時(shí)，需要重新提供檢測報(bào)告。

4 分布式電源并網(wǎng)流程

分布式電源項(xiàng)目并網(wǎng)流程主要包括并網(wǎng)申請、接入系統(tǒng)方案制訂與審查、工程設(shè)計(jì)與建設(shè)、并網(wǎng)驗(yàn)收、并網(wǎng)運(yùn)行、電費(fèi)結(jié)算與補(bǔ)貼轉(zhuǎn)付6個(gè)階段。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳金福，盧炎生.分布式電源技術(shù)在我國的應(yīng)用探討[J].水電能源科學(xué)，2005（2）.