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小型光伏发电系统对配电网的影响分析

2019/09/25 阅读:

摘要:本文主要是针对于小型光伏发电系统对配电网的影响情况展开探究,提供给实践工作有价值的指导。

关键词:小型光伏发电系统;配电网;影响

1光伏发电系统概况

光伏发电系统应用的原理即为把太阳能利用光伏电池向电能进行转换,属于新型发电方法,而且光伏发电为采取半导体界面的光生伏特效应,使得光转变为电能,主要部件是通过电子元器件构成。太阳能电池通过串联展开封装保护,能够产生大面积太阳电池组件,之后跟相关部件(功率控制器等)进行配合构建起光伏发电装置。生活中所讲到的太阳能发电均是光伏发电,光伏发电属于利用太阳能重要方式。光伏发电系统应用设施设备构建于有居民居住的附近场所,便利于家庭应用。通常情况下,光伏发电系统涉及到的构成是较多的,涵盖了光伏电池板、主开关、电容适配器以及交直流变换器、核心逆变器、充电器和蓄电池组等,其中光伏电池板的制作是通过特殊材料所制作的硅板。光伏发电并网系统组成示意图见图1所示。小型光伏发电系统具有典型的应用特征。对于光伏发电的应用模式,能够进行线路传输问题的解决处理,所以在太阳能转变成电能以后能够在用户家内进行直接输送,可节约输送时间。也能改善以及优化电能,使得用电效率进行明显的提升,可存储多余的电能,确保电网系统自我平衡发展。而且光伏发电能够混合其他新型能源进行应用,所以能够扩充电网系统利用规模,提升应用电能率,保障人们正常生活需求。在进行应用光伏发电系统期间,要遵循一定的原则标准,即就近政策,依照地域趋势调整应用,将应用光伏发电优势切实发挥出,进而缓解应用其他石油以及天然气等压力。采取光伏发电配合配电网应用的举措,能够实现电网系统中使用电混合发出电使用,而且其他辅助系统结构同样出现相应改变。光伏发电应用方法能够调整好电压并且落实优化完善处理,可积极的改善电网系统内易形成的频率波动影响情况,维护电网系统运行安全稳定性。

2分布式光伏电站的重要意义

当前电力市场不断的展现出高度的自由化趋势,而且更加重视和光伏技术的持续发展,构建起大型电站的经济压力是一项急需解决的重要问题,相对来说没有构建小型分布式光伏电站更加具备经济性优势。10MW光伏发电系统是一种小型分布式光伏电站,纳入电网规划可以形成较多的优越性保障,可以从短期效益、长期效益两方面分析。其中,短期效益就是可以将电力传送以及分配形成的相应运输损耗明显的减少,使得用电高峰时间电网的服务质量、持续性提升,而且能够降低温室气体排放量;中长期效益就是把未来电网扩容的投资进行延缓,使得为满足用电高峰期的负载要求所增加的巨型额外发电设备进行减少。通常部署分布式光伏电站地点是在电力消耗点(城市区域等)。

3小型光伏发电系统对配电网的影响探究

3.1逆变器的影响

传统配电网系统设计中的逆变器控制电压波动,输送的条件就是电能为最高压的状态中,而在低压状态中是产生消耗的。在提高分布式能源渗透率基础上,会呈现出更加复杂的功率流,低压配电系统基于分布式光伏电站运行影响基础上,会产生不良的过压问题。例如我国低压电网电压变化,是额定值10%左右改变的。通常在分布式光伏电站所输入电能对于接入点额定电压来说,会把电压适当的提升国家标准在2%~5%范围中,分布式光伏电站发电量需要在低压网30%以及中压网50%之内为宜,主要的设计目标就是防止电网电压波动现象。科学的举措即为对于客户终端的负载跟相关分布式光伏电站功率比值进行科学的控制好,防止不对称明显。优于分布式光伏电站输出功率能够遭到太阳辐射量影响,波动性较大,所以输出功率波动性关联能够导致配电网线路电压波动情况,特别是部分较低负载线路中。经研究分布式光伏电站的配电网数值模拟,显示输出功率改变的减缓,能够将电压的改变进行改善。控制分布式光伏电站输出功率变化速率即为其中的逆变器的一种功用。

3.2谐波和间谐波电流

纯正弦波形是良好的交流电应,但实际的生产生活中,由于电网系统的输出阻抗、非线性负载等因素会容易出现电源波形失真的问题,我国的电压基础频率为50Hz。通过傅立叶转换分析失真的交流非正弦信号,能够把电压组成分解为除基频外倍频成分的线性组合,倍频成分即谐波,谐波次数就是指谐波频率与基波频率比值。电网内通常会具有非整数倍谐波即非谐波或者间谐波。谐波为干扰量,谐波电流能够形成较多倍频的电污染,污染到电网,具备严重的危害性。谐波会降低电能生产效率、传输速度以及应用质量,导致电气设备过热、振动、噪声等,而且可产生绝缘老化问题等各种故障。谐波能够导致电力系统局部并联谐振,也可以出现串联谐振,放大谐波含量,增加烧毁电容器等设备的几率。而且谐波也能够导致继电保护以及自动装置误动作,让电能计量混乱。电力系统的外部,谐波能够对于通信设备、电子设备构成一定程度的干扰影响。如果众多的逆变器运行于同一低压电网内,虽然各独立逆变器符合电气设计要求标准,但由于同一时间的运行,能够构成谐波电流,也增加出现超过规范的谐波电压的情况。特别是改变了电网的阻抗、谐振频率情况下,出现危害最多的就是多逆变器综合形成谐波电流,能够明显的降低电流所控制的电子元件的处理能力,并且产生的很多非正弦波也不能完全的处理好。

3.3接地故障与漏电电流

分布式光伏系统为运行于室外的,光伏系统电线能够连接于大地,使得绝缘丢失应有的成效,也就是接地故障,光伏系统的25年间的服务期限中,此情况具有较大发生概率。接地故障的出现位置,可以是发生于连接盒、开关、逆变器等等,损坏或者老化电子元件或者材料等,属于出现的重要性因素。尽管我国不断研发出更规范的、设计更完善的、性能更好的电子元件,使得光伏系统安全可靠性明显的提升,可以在一定程度上有效的减少了接地故障问题,但是在建筑光伏一体化设计更多产生的情况下,由于很多导线是在建筑物内,使得接地故障出现率明显的提升。另外,应该高度的重视好电容能够形成漏电电流影响情况,电容主要就是在光伏系统中直流和交流部分的电容、逆变器中抗电磁干扰的滤波器电容、光伏组件和支架系统的接地电容等等。在交流电压分量于部分电容内发挥相应功效的时候,会容易产生地线带电问题。例如,无变压作用的逆变器,在逆变器中滤波器的电容出现交流电压分量作用情况下,会增加电容漏电电流的情况,在地线流入进漏电电流,通常地线中并无电流。

4结语

光伏发电系统针对配电网的系统应用发展所产生的意义巨大,光伏发电自身的优势特征诸多,为一种新型的绿色环保能源,可以有效的结合光伏发电技术和其他的电力技术,同时能够形成理想的发电制度。本研究对于小型光伏发电系统对配电网的影响相关内容展开详尽的分析,通过完全开发出逆变器的所有附加价值的方式,便能够对分布式光伏电站能提供给用户以及电网相关服务重新的评估,而且形成新的成本以及收益模型。这种情况下,可以促使分布式光伏电站并网朝着综合优化设计的方向发展。

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作者:丘君博 单位:广东电网责任有限公司河源源城供电局埔前供电所

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