针对分布式光伏接入的配电网改造方法

针对分布式光伏接入的配电网改造方法

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摘要:随着清洁能源技术的不断发展,分布式光伏系统(DPV)在配电网中得到了广泛应用,通过接入公共电网为居民提供清洁电能。由于光伏系统本身具备间歇性、不稳定性的特点,其接入后会对电网运行产生影响,需要对配电网进行相应改造以保证电网的安全可靠运行,本文主要对分布式光伏接入配电网后的改造方法进行探讨。

关键词:分布式光伏;接入;配电网;改造方法

前言

将大量分布式光伏接入配电网后,配电网的潮流由原来的无源配电网变为有源配电网。同时,由于光伏发电输出的波动,配电网的电能质量和短路电流也出现了新的问题。与此同时,大量的分布式光伏发电设备,当地发电超过电力需求,导致电力恢复,严重的功率流也会导致变压器和线路过载等问题,这就需要转换的分销网络,提高分布式光伏吸收的能力。

1光伏接入限制条件

分布式光伏接入配电网的能力主要受变电站和电路两个方面的限制。变电站对光伏接入的限制主要包括变电站的剩余间隔和最大负荷水平。该电路对光伏接入的限制包括电路模型、电路长度、负载水平、无功补偿等,如图1所示。

图1

(1)变电站最大负荷:分布式光伏接入后,不应通过主变压器将电力输送到上层电网。因此,分布式光伏发电容量能否被变电站最大负荷所吸收是制约分布式光伏接入的重要因素。

(2)剩余变电站间隔:对于大容量分布式光伏,需要一条专线连接变电站。在分布式光伏发电中,剩余的变电站间隔数将限制专线接入的使用。

(3)负荷特性:分布式光伏接入点附近的负荷,对电能质量和电压水平的需求,以及负荷波动与光伏发电特性的匹配,有利于扩大光伏现场接收能力,提高光伏接入能力。

因此,接入分布式光伏后,应采取相应的无功补偿措施,提高分布式光伏的输出特性,促进分布式光伏的建设规模。

2含分布式光伏的配网改造方法

2.1配电网改造边界

分布式光伏(pv)访问分销网络变换,不改变上级网络配置和操作的基础,主要是解决分布式光伏发电容量分配的问题根据新的访问,所以只有针对分布式光伏接入位置,线能力,监管、峰值电压等开展相关技术研究,没有分布式光伏(pv)后电网二次设备改造。本文认为分布式光伏电站在规划建设中应符合国家和行业的相关技术规定。因此,其功率因数为1.0,并具有快速调节发电的轻、岛保护功能。

2.2配电网改造的目标和方法

分布式光伏配电网改造的主要目标如下:

(1)在电网完全稳定的范围内,尽量满足分布式光伏的应用能力,提高分布式光伏的渗透性,保证系统安全稳定运行。

(2)对于对供电质量要求较高的用户,光伏电站如不设置滤波装置,应保证分布式光伏电站与用户之间的电气距离较长。如果采用专线接入变电站,可以保证用户的点谐波水平满足用户的需要。

(3)对于对供电可靠性要求较高的用户,应预留足够的备用容量,以降低光伏发电的波动性,并配置一定数量的储能电池。

(4)对于一般电力用户来说,网络损耗最小是提高系统运行经济性的目标。

本文采用层次分析法(ahp)确定分布式光伏接入目标,在此基础上确定电网转换顺序,保证分布式光伏接入后电网安全稳定运行。层次分析法(ahp)是一个复杂的问题分解成一系列的因素,根据对照组,类的有序结构的形成,通过比较两个判断来确定每个因素的相对重要性在每一个水平,然后合成的类层次结构的行列式的因素相对于目标的重要性的总订单。ahp模型如图2所示。

图2

接受分布式光伏电源分布网络转型的目标,本文从分布式光伏发电系统的访问,系统,系统的稳定和经济的四个因素的分布式光伏发电可以最大化第一装机容量分布网络访问,根据计划,然后通过负载分配网络和分布式光伏发电,最后通过无功电压调节等手段保证系统的安全稳定运行。分布式光伏接入的具体方案如下。

(1)分布式光伏系统接入主要受光伏接入位置和接入方式的限制。当光伏采用t连接时,如果电路不足以传输光伏电流和负载差,则需要调整电路模型。当光伏通过专线接入变电站时,如果变电站不能提供配电间隔,则需要扩容改造。

(2)对于分布式光伏系统的吸收,首先要分析负载特性和光伏发电特性。为了降低光伏发电的波动性,需要配置一定的集中式储能系统。

(3)为了保证分布式光伏接入后系统的电压稳定,需要配置一定的动态无功补偿设备,以保证电网运行过程中的电压稳定。

(4)分布式光伏经济主要考虑分布式光伏并网改造的投资,最后总结出方案。项目投资最低是系统的最优方案。综上所述,分布式光伏接入配电网时。

2.3配电网改造实施方案

从以上分析可以看出,分布式光伏接入后的配电网改造主要包括变电站间距、线路传输能力、储能配置和无功补偿配置四个方面。

1)变电站间距的扩大

当光伏通过专线连接时,剩余变电站间隔的数量限制了分布式光伏的接入。为了解决这个问题,需要对变电站剩余间距进行分析。当变电站间距与光伏所需间距容量相比不足时,需要扩大变电站间距。变电站的区间变换公式为

Nc=Nn-Ns(1)

式中,Nc为要展开的区间;Ns为现有电网10kV的开关间隔;Nn为光伏专线接入容量,为光伏接入方式使用的并联节点个数所需要的间距。当Nc小于等于0时,系统不需要扩大变电站间隔;相反,需要扩展相应的间隔。

2)线变换分析

当分布式光伏T接入电路时,原电路仅根据最大负载确定线段。电路及其配套开关设备的线径可能不能满足传输的需要,因此有必要更换电路及其配套开关设备。电路路径直径的选择是根据电路负载所能满足的最大电流以及负载与光伏发电的差值,用经济电流密度来检查电路直径。最大负载电流表示为

式中,Imax为流过电路的最大电流;Pload是线路原负载的有功功率;PPV是光伏发电的有功功率,通常根据装机容量;U为分布式光伏接入的电压级;cos是系统的功率因数。如果原电路允许的最大电流在,Imax小于等于在,则无需更换电路;相反,需要对电路进行修改,以满足光伏接入后的最大电流要求。

3)储能能力配置

分布式光伏接入后,为了保证分布式光伏输出的吸收,减少分布式光伏的波动,需要配置一定的储能系统。分布式光伏输出的波动,能源存储系统的容量分布之间的能量波动是基于最大功率和最小值平滑数据周期,和SOC限制的能量存储系统被认为是改善生活的能量存储系统。

2.4配电网改造实施过程

电网改造过程如图3所示。

在根据改造过程确定改造方案时,还应分析电网改造的经济效益,使分布式光伏接入后电网的建设和运行成本最小化。主要限制如下

F=min(C1+C2+C3+C4+C5)

式中:C1为变电站间隔扩建费用;C2为线路改造费用;C3为储能配置费用;C4为无功补偿费用;C5为光伏接入引起的二次改造费用。

图3

结语

光伏接入后为需配置相应无功补偿设备及相应储能系统,以保证配电网运行的安全经济性,本研究能够对相关建设改造方法提供有益参考。

参考文献:

[1]闫广新,刘新刚,张峰,等.光伏建筑一体化并入配电网后的影响分析[J].低压电器,2010(24):23-27.

[2]戎荣,黄伟.考虑分布式光伏接入的大用户供电方案设计方法[J].广东电力,2015,28(4):36-40.

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