浅析小型光伏发电系统对配电网的影响李飞飞

浅析小型光伏发电系统对配电网的影响李飞飞

关键词:小型光伏发电系统;配电网;影响

引言

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。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。

1光伏发电系统概述

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。

2小型光伏发电系统对配电网的影响

2.1对配电网容量的影响

光伏发电并网系统对配电网容量的影响主要体现在励磁调节方式改变、恒功率调节幅度增强等方面。当光伏发电并网系统的配电潮流对异步发电机提供一个逆变脉冲时,电压恒控接口在励磁调节作用下,会对PQ节点发送一个薄弱连接信号,且在该信号的刺激下,配电网电子会保持长时间的振动状态。在整个调节过程中,配电网容量上、下限因受到电子振动的影响,会不断向两级延伸,直至上、下限差值等于并网系统的输出电压为止。当光伏发电并网系统的配电潮流对异步发电机提供多个逆变脉冲时,电压恒控接口不能完全满足薄弱电信号的连接请求,为避免电能传输阻塞现象的出现,PQ节点在不影响并网系统运行状态的前提下,始终保持恒功率调节状态,并通过不断改变配电网容量上、下限数值的方式,使电压周期的稳定性得到保障。

2.2配电网并网位置的影响

配电网中的并网位置存在Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型三种存在状态。当光伏发电系统输出电压的功率损耗逐渐增大时,距离薄弱配电节点最近的Ⅰ型并网位置会在静态电压的促进下,发生明显的稳压迁移。而Ⅱ型并网位置与薄弱配电节点距离较远,而随着静态电压稳定裕度的增加,输出电压的负荷支撑作用会对并网电子容量产生明显的抑制作用,为避免相邻线路有用功损耗的逐渐增加,Ⅱ型并网位置会采取靠近上级电网节点的方式,保持配电网电压的稳定性。在光伏发电系统保持分散接入条件时,Ⅲ型并网位置的接入状态会逐渐向着输出薄弱节点靠近,此时一部分发电节点会保持断续接入状态,在上级电网的稳压条件得到保障时,Ⅲ型并网位置不再发生改变,并在系统稳流输出条件的控制下,使配电网的电压逐渐趋于稳定。

2.3对配电网并网方式的影响

无论光伏发电系统是保持分散接入状态还是集中接入状态,配电网的并网方式都会在静态电压的促进下,对系统的稳定供电电压进行调节。当静态电压的稳定裕度逐渐增加时,发电系统的正面输出作用会直接控制配电网的逆向功率,并在功率损耗小于配电额定功的条件下,通过调节并网方式的手段,使电压的稳定性得到保障。当光伏发电系统的输出电压由低到高时,配电网的并网方式会从单向结合变为双向结合;当光伏发电系统的输出电压由高到低时,配电网的并网方式会从双向结合变为单向结合。但是无论那种并网方式,都会使配电网的稳定电压在短时间内达到稳定状态。

2.4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。

2.5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。

结束语

光伏发电系统以太阳能组件作为核心搭建设备,当直流稳压电流进入系统后,并网逆变器会在符合电网供电要求的前提下,将直流电转化为公共交流电,并将这些电能资源直接输送至核心电网中进行长久储存。。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,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。

参考文献:

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[5]郭岂宏.浅析分布式光伏发电对配电网电压的影响[J].能源与节能,2018(10):64-65+117.

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