羅迪,田新首,劉超,李潤(rùn)秋,焦熠琨,李琰
(1.國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院,陜西西安 710065;2.新能源與儲(chǔ)能運(yùn)行控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國(guó)電力科學(xué)研究院),北京 100192)
能源是支撐社會(huì)進(jìn)步的前提,隨著地球一次能源的日漸枯竭與人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),開(kāi)發(fā)可持續(xù)發(fā)展能源模式是當(dāng)今世界發(fā)展大趨勢(shì)。分布式清潔電源作為一種新興高效、環(huán)保發(fā)電技術(shù),應(yīng)用各類型分散能源進(jìn)行供能,是最清潔有效可再生能源利用方式之一。近些年,分布式清潔發(fā)電在發(fā)達(dá)國(guó)家受到大力推廣與應(yīng)用,中國(guó)同樣也十分重視清潔電源發(fā)展。
我國(guó)從不同層面出臺(tái)多種政策,如國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策、地方政策以及國(guó)家電網(wǎng)公司政策都對(duì)清潔電源發(fā)展提出明確目標(biāo)。為了規(guī)范清潔電源發(fā)展,提高清潔電源接入后運(yùn)行穩(wěn)定性,從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3個(gè)層次關(guān)于分布式清潔電源接入系統(tǒng)提出了接入要求。但是,由于分布式清潔電源能夠在系統(tǒng)故障情況下向電網(wǎng)提供部分短路電流,會(huì)對(duì)配電網(wǎng)原有一次系統(tǒng)穩(wěn)定性,二次系統(tǒng)的保護(hù)、自動(dòng)化故障處理方式以及通信系統(tǒng)帶來(lái)一定的影響,原有相關(guān)技術(shù)規(guī)定存在適應(yīng)性問(wèn)題。
分布式清潔電源在配網(wǎng)中通常處于380 V或10 kV電壓等級(jí),與配網(wǎng)聯(lián)合運(yùn)行時(shí),將影響配網(wǎng)的規(guī)劃、潮流分布特點(diǎn)、暫態(tài)穩(wěn)定性、故障保護(hù)原理及原有協(xié)調(diào)控制將面臨適應(yīng)性問(wèn)題。在配電網(wǎng)中引入分布式電源后,需要考慮分布式電源規(guī)劃與配電網(wǎng)規(guī)劃的相互影響[1-2]。分布式清潔電源增加很多不確定因素,影響配網(wǎng)潮流分布[3-4];隨分布式清潔電源大量接入,其故障穿越行為嚴(yán)重影響配網(wǎng)故障特征[5-7],將給配網(wǎng)傳統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)適應(yīng)性帶來(lái)深刻影響[8-9],影響分布式清潔電源在配網(wǎng)可接入容量[10-11]。當(dāng)含分布式電源配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí),需要適應(yīng)含分布式電源配電網(wǎng)的故障定位方法[12],設(shè)計(jì)新型保護(hù)原理及方案[13],并具備孤島識(shí)別的能力[14],并具備故障恢復(fù)的能力[15]。由于電能需要高可靠性及電能質(zhì)量,這就需要分布式清潔能不斷提升自身供電能力。提高配網(wǎng)接納分布式清潔電源若干種方法被提出,如基于故障同步識(shí)別含分布式能配網(wǎng)充分式差動(dòng)保護(hù)技術(shù)[16-17],智能配網(wǎng)分布式區(qū)域縱聯(lián)保護(hù)關(guān)聯(lián)域在線確定方法[18],智能配網(wǎng)分布式控制技術(shù)及應(yīng)用[19],以及主動(dòng)配電網(wǎng)的分布式電源協(xié)調(diào)控制的應(yīng)用[20-21]。近些年隨著虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)的發(fā)展,由于其在調(diào)頻調(diào)壓方面的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用于含分布式清潔電源的配電網(wǎng)中,提高了配網(wǎng)對(duì)分布式清潔電源消納[22-29]。
為此,本文首先研究國(guó)家產(chǎn)業(yè)、地方產(chǎn)業(yè)政策等及其對(duì)分布式清潔電源影響;其次,分別研究了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)分布式清潔電源二次系統(tǒng)(保護(hù)、自動(dòng)化、通信)的接入要求;再次,分析分布式清潔電源接入配網(wǎng)規(guī)范存在問(wèn)題,并給出分布式清潔電源接入后對(duì)二次系統(tǒng)影響及相關(guān)解決措施與方法;最后,給出相關(guān)的結(jié)論。
為了促進(jìn)可再生能源發(fā)展,國(guó)家產(chǎn)業(yè)、地方政策等對(duì)分布式清潔電源給出若干激勵(lì)方案,使得近些年分布式清潔電源在我國(guó)發(fā)展順猛,并表現(xiàn)出其獨(dú)特性質(zhì)。
分布式光伏發(fā)電兼顧經(jīng)濟(jì)與環(huán)保,尤其是屋頂光伏受到充分關(guān)注,國(guó)家和地方分別頒布多種激勵(lì)政策。
在國(guó)家層面上,2013年《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)》,鼓勵(lì)用戶“自發(fā)自用,余量上網(wǎng),電網(wǎng)調(diào)節(jié)”。2014年《政府工作報(bào)告》,推廣分布式電源。能源局【國(guó)能資質(zhì)(2014)151號(hào)】文件,明確太陽(yáng)能、風(fēng)能等發(fā)電項(xiàng)目豁免發(fā)電業(yè)務(wù)電力業(yè)務(wù)許可。2016年《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》為新能源的發(fā)展指明了方向。多種國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策從法理上促進(jìn)了分布式清潔電源增長(zhǎng)。同時(shí)國(guó)家電網(wǎng)公司出臺(tái)一系列分布式清潔電源并網(wǎng)相關(guān)意見(jiàn)和規(guī)范。如《國(guó)家電網(wǎng)公司轉(zhuǎn)發(fā)國(guó)家能源局關(guān)于進(jìn)一步落實(shí)分布式光伏發(fā)電有關(guān)政策的通知》。
一些地方性產(chǎn)業(yè)政策出臺(tái)更是直接促進(jìn)了分布式清潔電源快速發(fā)展,上?!犊稍偕茉春托履茉窗l(fā)展專項(xiàng)資金扶持辦法》加大個(gè)人補(bǔ)貼。廣東電網(wǎng)公司組織編制《廣東電網(wǎng)公司分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目并網(wǎng)服務(wù)工作指引(試行)》,確保不出現(xiàn)“棄光”。河南省《關(guān)于推進(jìn)光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)的通知》以推動(dòng)2014年光伏項(xiàng)目備案和良性發(fā)展。浙江省發(fā)布《光伏建筑一體化產(chǎn)品推廣目錄(第一批)》,加大光伏產(chǎn)品宣傳推廣力度。山西省人民政府《關(guān)于加快促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》。內(nèi)蒙古《內(nèi)蒙古自治區(qū)2013~2020年太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)展規(guī)劃》。江西《關(guān)于加快推進(jìn)全省光伏發(fā)電應(yīng)用工作方案》再漲0.2元/度電補(bǔ)貼。湖北省《關(guān)于促進(jìn)光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)的通知》力促簡(jiǎn)化申請(qǐng)流程。天津《光伏發(fā)電項(xiàng)目電力并網(wǎng)服務(wù)工作流程》采用差異化管理細(xì)分利益。北京《北京市分布式光伏發(fā)電管理暫行辦法》。福建《關(guān)于印發(fā)福建省促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展六條措施的通知》。
由于分布式清潔電源技術(shù)進(jìn)步及相關(guān)政策促進(jìn)作用,分布式清潔電源接入配網(wǎng)得到快速發(fā)展,規(guī)模不斷增大。
以陜西省為例,分布式清潔電源表現(xiàn)良好,主要分布在西安、榆林、延安、商洛等地區(qū)。西安分布式電源項(xiàng)目共9項(xiàng),發(fā)電容量共8 144.7 kW,主要以太陽(yáng)能光伏發(fā)電為主,裝機(jī)容量多在6 MW以下,原則上可以采用原供配電設(shè)施并網(wǎng)供電,終端可以利用自動(dòng)化裝置實(shí)現(xiàn)電量、電壓和電流的監(jiān)控和采集。西安公司已并網(wǎng)發(fā)電客戶89戶,容量共21 556.11 kW。榆林是陜西省“十三五”時(shí)期風(fēng)電、光伏等新能源建設(shè)主要區(qū)域。目前,榆林電網(wǎng)已批復(fù)分布式裝機(jī)容量12萬(wàn)kW,并網(wǎng)發(fā)電容量2萬(wàn)kW,預(yù)計(jì)到2020年并網(wǎng)發(fā)電分布式電源裝機(jī)容量可達(dá)30萬(wàn)kW。延安10kV及以下分布式光伏電站現(xiàn)接入20MW,2016-2020年期間,10 kV及以下分布式光伏電站預(yù)計(jì)接入200MW。其中,光伏扶貧項(xiàng)目集中式電站40MW,寶塔區(qū)分散式光伏建設(shè)規(guī)模共1兆瓦;洛川分散式光伏建設(shè)規(guī)模共0.28 MW。配套新建10 kV線路20 km,0.4 kV線路30 km,配變新增容量1.15萬(wàn)kV·A。截止2016年底,商洛已并網(wǎng)分布式電源74戶,容量22402kW。商洛規(guī)劃發(fā)展光伏扶貧10萬(wàn)戶,接入方式按照光伏項(xiàng)目接入系統(tǒng)型式分為集中接入和分散接入兩類,接入容量將達(dá)50萬(wàn)kW。目前分布式清潔電源接入配網(wǎng)系統(tǒng)主要為光伏,部分地?zé)幔剂想姵氐取?/p>
目前,多項(xiàng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)分布式清潔電源的接入提出了明確要求,主要分為3類:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
1)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)接入要求。2012年12月31日發(fā)布《光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》分別規(guī)定了380 V與10(6)kV電壓等級(jí)的適用范圍,明確了對(duì)保護(hù)的要求、對(duì)通信與信號(hào)要求。2013年9月6日發(fā)布《光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》,分別規(guī)定了380 V與10(6)kV電壓等級(jí)的適用范圍,明確了對(duì)保護(hù)、自動(dòng)控制裝置及通信系統(tǒng)等要求。
2)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接入要求。2013年11月28日發(fā)布《分布式電源接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》,首先確定適用范圍為35 kV及以下電壓等級(jí)接入電網(wǎng)新建、改建和擴(kuò)建分布式電源,明確對(duì)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置、對(duì)通信與信息及對(duì)通信方式和信息傳輸應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等要求。
3)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接入要求。2014年2月20日發(fā)布《分布式電源接入配電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》,首先確定適用范圍為國(guó)網(wǎng)公司轄區(qū)35 kV及以下電壓等級(jí)用戶配網(wǎng)新建、改建與擴(kuò)建分布式電源;明確對(duì)繼保及安全自動(dòng)裝置、通信系統(tǒng)等要求。
隨著分布式清潔電源規(guī)模不斷增加,其對(duì)電網(wǎng)影響逐步顯現(xiàn),打破原有配網(wǎng)僅作為受電網(wǎng)狀況,對(duì)配網(wǎng)方方面面產(chǎn)生深刻影響。
分布式清潔電源接入按照電量消納模式可以分為“自發(fā)自用/余電上網(wǎng)”和“全部上網(wǎng)”,可以將分布式清潔電源配電網(wǎng)接入總結(jié)為7種典型方式,分別如圖1~圖7。
圖1 專線接入10 kV配網(wǎng)Fig.1 Access to the 10 kV distribution network by the special line
圖2 T接接入10 kV配網(wǎng)Fig.2 T access to the 10 kV distribution network
圖3 用戶內(nèi)部電網(wǎng)接入后專線接入10 kV配網(wǎng)Fig.3 Access to the 10 kV distribution network by the special line after the user’s internal grid is connected
圖4 用戶內(nèi)部電網(wǎng)接入后T接接入10 kV配網(wǎng)Fig.4 T access to the 10 kV distribution network after the user’s internal grid is connected
分布式清潔電源接入后,其能夠在系統(tǒng)故障情況時(shí)向電網(wǎng)提供短路電流,會(huì)對(duì)配電網(wǎng)原有二次系統(tǒng)保護(hù)、自動(dòng)化故障處理方式、通信系統(tǒng)以及計(jì)量等帶來(lái)一定影響[15-17],需要開(kāi)展相關(guān)分析與研究。結(jié)合圖1~圖7所示分布式清潔電源配網(wǎng)典型接入方案,影響主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。
1)繼保與安全自動(dòng)化裝置
結(jié)合分布式清潔電源典型接入方式,對(duì)配網(wǎng)保護(hù)及自動(dòng)裝置影響分為:分布式清潔電源出口開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)間快于高電壓等級(jí)斷路器與慢于高電壓等級(jí)斷路器,當(dāng)出口開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)間快時(shí),在系統(tǒng)故障情況下分布式清潔電源被切除不向電網(wǎng)提供電流,此類情況類似于分布式清潔電源不在網(wǎng)運(yùn)行。當(dāng)出口開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)間慢時(shí),在系統(tǒng)故障情況下,分布式清潔電源能夠向電網(wǎng)提供電流,將會(huì)對(duì)接入配電網(wǎng)產(chǎn)生復(fù)雜影響,可以用圖8含分布式清潔電源的配網(wǎng)系統(tǒng)圖和圖9帶手拉手開(kāi)關(guān)的解環(huán)配電網(wǎng)描述,主要包括以下幾個(gè)方面:
①本線路保護(hù)靈敏度下降甚至拒動(dòng)。如圖8中,F(xiàn)1處發(fā)生故障時(shí),保護(hù)1處短路電流減小,導(dǎo)致電流速斷保護(hù)無(wú)法動(dòng)作,只能通過(guò)帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù)切除故障,保護(hù)1可能拒動(dòng)。
②本線路保護(hù)誤動(dòng)。如圖8中,當(dāng)相鄰線路L2母線y1位置發(fā)生短路時(shí),引起保護(hù)1短路電流變化影響其動(dòng)作變化,x值越大短路電流越大;接入容量越大,短路電流越大;位置越遠(yuǎn),短路電流越小。
③相鄰線路瞬時(shí)速斷保護(hù)誤動(dòng)作。如圖8中,當(dāng)F3發(fā)生故障時(shí),保護(hù)2中短路電流包含分布式清潔電源發(fā)出電流,其值明顯偏大,可能觸發(fā)速斷保護(hù),導(dǎo)致誤動(dòng)作。
圖5 專線接入380 V配網(wǎng)Fig.5 Access to the 380 V distribution network by the special line
圖6 T接接入380 V配網(wǎng)Fig.6 T access to the 380 kV distribution network
圖7 接入220/380 V配電網(wǎng)Fig.7 Connected to 220/380 V distribution network
圖8 配網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖Fig.8 Structure diagram of distribution network
④重合閘不成功。如圖9中,分布式清潔電源接入,配網(wǎng)內(nèi)含有電源,線路故障可能僅使系統(tǒng)側(cè)保護(hù)動(dòng)作,分布式清潔電源仍然提供電流,這時(shí)發(fā)生重合閘將失敗。
圖9 解環(huán)配網(wǎng)Fig.9 Structure diagram of the unlocking loop distribution network
2)通信
電力系統(tǒng)配網(wǎng)應(yīng)用比較多的通信手段主要有無(wú)線和光纖。鑒于分布式清潔電源接入后保護(hù)方案實(shí)施對(duì)故障信息有較強(qiáng)依賴性,故需要對(duì)各種通信手段進(jìn)行相關(guān)分析,落實(shí)一種最有效、最可靠的通信手段。目前我國(guó)配網(wǎng)信息自動(dòng)化水平相對(duì)落后,10kV及以下低壓線路通常不具備通信通道,分布式清潔電源接入后調(diào)度系統(tǒng)無(wú)法獲得實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài),而且,對(duì)配網(wǎng)通信系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)。
3)調(diào)度自動(dòng)化
分布式清潔電源接入電網(wǎng)增加配網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控復(fù)雜性與難度。主要表現(xiàn)在:①擴(kuò)大了配電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行監(jiān)控范圍,10kV接入將納入地市或縣公司調(diào)控中心。因配網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控信息量及信息類型增多;380V低壓配網(wǎng)接入分布式清潔電源,需上傳發(fā)電量信息,雖然單點(diǎn)量測(cè)量少,但是分布范圍廣,總體信息量較大。②增加配電網(wǎng)電壓分布監(jiān)控需求,為了確保配網(wǎng)電壓質(zhì)量,需要增加配網(wǎng)電壓分布監(jiān)控功能。
4)其他
分布式清潔電源接入還會(huì)帶來(lái)其他影響,影響配電網(wǎng)計(jì)量;影響配電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)電壓分布;影響配電網(wǎng)電能質(zhì)量;降低電網(wǎng)供電可靠性;加大了電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)難度。
分布式清潔電源中低壓配網(wǎng)接入,將使得傳統(tǒng)配網(wǎng)由無(wú)源改變?yōu)橛性?,由輻射狀改變?yōu)槎嘣唇Y(jié)構(gòu),潮流也將發(fā)生改變,影響電網(wǎng)及設(shè)備運(yùn)行,應(yīng)采取措施積極應(yīng)對(duì)。
1)繼保與安全自動(dòng)化裝置。分布式清潔電源容量較小時(shí)對(duì)配網(wǎng)繼保影響不大,不需采取措施;當(dāng)容量超過(guò)一定限度時(shí),要重新整定保護(hù)定值、加裝方向元件或采用新型保護(hù)原理;分布式清潔電源并網(wǎng)點(diǎn)需要安裝快速切除反孤島裝置;對(duì)并網(wǎng)不上網(wǎng)的分布式清潔電源系統(tǒng),需在并網(wǎng)點(diǎn)增加逆向功率保護(hù);對(duì)分布式清潔電源接入饋線,應(yīng)校核配網(wǎng)故障定位策略及終端故障電流上報(bào)定值適應(yīng)性,并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整,否則需考慮采用故障功率方向判據(jù)。
2)通信與調(diào)度自動(dòng)化。擴(kuò)展配網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行監(jiān)控功能,豐富運(yùn)行作業(yè)管理。
3)計(jì)量。分布式清潔電源接入配網(wǎng)應(yīng)在關(guān)口計(jì)量點(diǎn)裝設(shè)計(jì)量電能表,并網(wǎng)點(diǎn)裝設(shè)并網(wǎng)電能表。
為了有效提高電網(wǎng)對(duì)分布式清潔電源的接納能力,必須立足現(xiàn)有配電網(wǎng),同時(shí)積極發(fā)揮分布式清潔電源綠色環(huán)保、緊急后備等優(yōu)勢(shì),目前已有很多相關(guān)研究[30-31]。特別是智能配電網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展,以及虛擬同步發(fā)電機(jī)方法成熟。
1)智能配電網(wǎng)提高利用分布式清潔電源運(yùn)行控制策略研究方面。智能配網(wǎng)技術(shù)為解決分布式清潔電源消納問(wèn)題奠定了扎實(shí)基礎(chǔ),關(guān)鍵是如何有效發(fā)揮智能配網(wǎng)自動(dòng)化自愈控制技術(shù)。智能配網(wǎng)自愈技術(shù),故障前利用預(yù)防性方法,盡早發(fā)現(xiàn)、迅速診斷、調(diào)整及消除潛在威脅;故障時(shí)及時(shí)處理故障、自我修復(fù),把影響降到最小。功能包括:①配電網(wǎng)運(yùn)行的自優(yōu)化;②配網(wǎng)故障的快速優(yōu)化處理;③電能質(zhì)量的自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整。并可以利用變電站智能化實(shí)現(xiàn)能源并網(wǎng)/微網(wǎng)運(yùn)行自適應(yīng),提高消納分布式清潔電源能力。
2)配電網(wǎng)中應(yīng)用虛擬同步發(fā)電機(jī)方法消納分布式清潔電源研究方面。虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)是指利用模擬同步發(fā)電機(jī)組特性,使采用變流器電源具有同步發(fā)電機(jī)組慣量、阻尼、一次調(diào)頻、無(wú)功調(diào)壓等并網(wǎng)運(yùn)行外特性技術(shù)。實(shí)現(xiàn)虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)主要方法如下:
①基于同步發(fā)電機(jī)原理控制方法。同步機(jī)轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)設(shè)備,其自身有慣量,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速滿足轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程,不突變。利用同步發(fā)電機(jī)該特性,模擬其轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)行為,在分布式清潔電源中實(shí)現(xiàn)類似功能,得有功-頻率傳函:
根據(jù)式(1)可得分布式清潔電源有功-頻率控制結(jié)構(gòu)如圖10。
圖10 有功-頻率控制框圖Fig.10 Control structure diagram of active power and frequency
同理,模擬同步機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng),可得分布式清潔電源無(wú)功-電壓控制框圖如圖11。
圖11 無(wú)功-電壓控制框圖Fig.11 Control structure diagram of reactive power and voltage
②基于空間矢量變化控制方法。以風(fēng)機(jī)為例,虛擬慣性控制方案,以頻率作為輸入信號(hào),測(cè)量頻率后輸入到微分控制環(huán)路獲得附加有功信號(hào),將該信號(hào)與最優(yōu)功率參考值疊加,通過(guò)機(jī)組快速控制,實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)電機(jī)組慣性響應(yīng),控制原理如圖12所示。
圖12 附加頻率控制Fig.12 Additional frequency control strategy
電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)機(jī)組輸出無(wú)功參與系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié),確保機(jī)端電壓穩(wěn)定,其電壓控制框圖如圖13所示。
圖13 變頻器電壓控制器Fig.13 Voltage controller of the converter
本文研究了國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策、地方政策等,分別對(duì)分布式清潔電源提出了明確的激勵(lì)方案,并促進(jìn)了其快速發(fā)展,分布式清潔電源接入配網(wǎng)有其自身特點(diǎn)。指出目前相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)分布式清潔電源提出的接入要求,但是由于分布式清潔電源能夠在系統(tǒng)故障情況下向電網(wǎng)提供短路電流,對(duì)配電網(wǎng)原有二次系統(tǒng)的保護(hù)、自動(dòng)化故障處理方式、通信系統(tǒng)以及計(jì)量等帶來(lái)一定不利影響;最后研究了配網(wǎng)增加消納分布式清潔電源措施,重點(diǎn)分析了二次系統(tǒng)應(yīng)對(duì)基本原則,智能配網(wǎng)提高消納分布式清潔電源運(yùn)行控制策略研究及配電網(wǎng)中應(yīng)用虛擬同步發(fā)電機(jī)消納分布式清潔電源。
[1]麻秀范,崔換君.改進(jìn)遺傳算法在含分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào).2011,26(3):175-181.MA Xiufan, CUIHuanjun.An Improved Genetic Algorithm for Distribution Network Planning With Distributed Generation [J].TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY,2011,26(3):175-181.
[2]吳萬(wàn)祿,韋鋼,謝麗蓉,等.含分布式電源與充電站的配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制.2014,42(15):65-73.WU Wanlu,WEI Gang,XIE Lirong,et al.Coordinated planning of distribution network containing charging station and distributed generation[J].Power System Protection and Control,2014,42(15):65-73.
[3]陳偉,閆紅強(qiáng),裴喜平.基于SRSM的含分布式電源及電動(dòng)汽車充電負(fù)荷配電系統(tǒng)的概率潮流計(jì)算[J].電網(wǎng)與清潔能源.2016,32(6):123-130.CHEN Wei,YAN Hongqiang,PEIXiping.Probabilistic Load Flow Calculation of Distribution System Containing DistributedGeneration and Electric Vehicle Charging Load Based on SRSM [J].Power System and Clean Energy,2016,32(6):123-130.
[4]VLACHOGIANNIS J G.Probabilistic constrained load flow considering integration of wind power generation and electric vehicles[J].IEEE Transactions on Power Systems,2009,24(4):1808-1817.
[5]陳煒,艾欣,吳濤,等.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響研究綜述[J].電力自動(dòng)化設(shè)備.2013,33(2):26-32.CHEN Wei,AI Xin,WU Tao,et al.Influence of gridconnected photovoltaic system on powernetwork [J].Electric Power Automation Equipment,2013,33 (2):26-32.
[6]OMRAN W,KAZERANI A,SALAMA M.Investigation of methods for reduction of power fluctuations generated from large grid-connected photovoltaic systems[J].IEEE Transactions on Energy Conversion,2011, 26(1):318-327.
[7]吳爭(zhēng)榮,王鋼,李海鋒,等.計(jì)及逆變型分布式電源控制特性的配電網(wǎng)故障分析方法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化.2012,36(18):92-96.WU Zhengrong,WANG Gang,LI Haifeng,et al.Fault Characteristics Analysis of Distribution Networks Considering Control Scheme of Inverter Interfaced Distributed Generation [J].Automation of Electric Power Systems,2012,36(18):92-96.
[8]張勇.分布式發(fā)電對(duì)電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響綜述[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào).2010,32(2):145-151.ZHANG Yong.Review of Impact of Distributed Generation on Distribution System Protection [J].Proceedings of the CSU-EPSA,2010,32(2):145-151.
[9]潘國(guó)清,曾德輝,王鋼,等.含PQ控制逆變型分布式電源的配電網(wǎng)故障分析方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào).2014,34(4):555-561.PAN Guoqing,ZENG Dehui,WANG Gang,et al.Fault Analysis on Distribution Network With Inverter Interfaced Distributed Generations Based on PQ Control Strategy[J].Proceedings of the CSEE,2014,34(4):555-561.
[10]唐珂,謝源,曾明杰.含分布式能源的配電網(wǎng)極端可接入容量估算研究[J].電網(wǎng)與清潔能源.2016,32(9):57-61+82.TANG Ke,XIE Yuan,ZENG Mingjie.Research on the Estimation of Extreme Access Capacity of Distribution Network with Distributed Energy Resources[J].Power System and Clean Energy,2016,32(9):57-61+82.
[11]王立永,李俊鍇,賈燕峰,等.北京電網(wǎng)分布式電源可接納容量分析[J].華北電力技術(shù).2015(6):1-5.WANG Liyong,LI Junkai,JIA Yanfeng,et al.Research and Analysis on the Grid Connection Operation of Multi-DG in Beijing Power Grid[J].North China Electric Power,2015(6):1-5.
[12]劉健,張小慶,同向前,等.含分布式電源配電網(wǎng)的故障定位[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化.2013,37(2):36-42,48.LIU Jian,ZHANG Xiaoqing,TONG Xiangqian,et al.Fault Location for Distribution Systems with Distributed Generations [J].Automation of Electric Power Systems,2013,37(2):36-42,48.
[13]許偲軒,陸于平,章楨,等.分布式發(fā)電配電網(wǎng)新型充分式保護(hù)原理及方案[J].電網(wǎng)技術(shù),2014,38(9):2532-2537.XU Sixuan,LU Yuping,ZHANG Zhen,et al.Principle and Implementation ofA NovelSufficientCriterion Protection forDistribution Network With Distributed Generation [J].Power System Technology,2014,38(9):2532-2537.
[14]馮雪平,宋曉輝,梁英,等.基于最小生成樹(shù)及改進(jìn)遺傳算法的含分布式電源配電網(wǎng)孤島劃分方法[J].高電壓技術(shù),2015,41(10):3470-3478.FENG Xueping,SONG Xiaohui,LIANG Ying,et al.Islanding Method Based on Minimum Spanning Tree and Improved Genetic Algorithm for Distribution System with DGs[J].High Voltage Engineering,2015,41(10):3470-3478.
[15]孫潔,王增平,王英男,等.含分布式電源的復(fù)雜配電網(wǎng)故障恢復(fù)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2014,42(2):56-62.SUN Jie,WANG Zengping,WANG Yingnan,et al.Service restoration of complex distribution system with distributed generation [J].PowerSystem Protection and Control,2014,42(2):56-62.
[16]李瀚霖,陸于平,黃濤,等.基于故障同步識(shí)別的含分布式電源配電網(wǎng)充分式差動(dòng)保護(hù)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2016,40(11):100-107.LI Hanlin,LU Yuping,HUANG Tao,et al.Sufficient DifferentialProtection for Distribution Network with Distributed Generators Based on FaultSynchronous Identification [J].Automation of Electric Power Systems,2016,40(11):100-107.
[17]NAIEM A F,HEGAZY Y,ABDELAZIZ A Y,et al.A Classification technique for recloser-fuse coordination in Distribution systems with distributed generation power delivery[J].IEEE Trans on Power Delivery,2012,27(1):176-185.
[18]叢偉,房凡秀,史方芳,等.智能配電網(wǎng)分布式區(qū)域縱聯(lián)保護(hù)關(guān)聯(lián)域的在線確定方法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2014,38(12):67-73,111.CONG Wei, FANG Fanxiu, SHI Fangfang, et al.An Online Associated Area Determining Method for Distributed Regional Longitudinal Protection in Smart Distribution Grid[J].Automation of Electric Power Systems,2014,38(12):67-73,111.
[19]范開(kāi)俊.智能配電網(wǎng)分布式控制技術(shù)及其應(yīng)用[D].山東大學(xué).2016.
[20]尤毅,劉東,鐘清,等.多時(shí)間尺度下基于主動(dòng)配電網(wǎng)的分布式電源協(xié)調(diào)控制[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2014,38(9):192-198,203.YOU Yi,LIU Dong,ZHONG Qing,et al.Multi-time Scale Coordinated Control of Distributed Generators Based on Active Distribution Networ[J].Automation of Electric Power Systems,2014,38(9):192-198,203.
[21]DOLAN M J,DAVIDSON E M,KOCKAR I,et al.Distribution power flow management using an online optimal Power flow technique[J].IEEE Trans on Power Systems,2012,27(2):790-799.
[22]涂春鳴,蘭征,肖凡,等.具備同步電機(jī)特性的級(jí)聯(lián)型光伏發(fā)電系統(tǒng)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2017,37(2):433-433.TU Chunming,LAN Zheng,XIAO Fan,et al.Study on Cascaded H-bridge Photovoltaic Power Systems With Synchronous Generator Characteristics [J].Proceedings of the CSEE,2017,37(2):433-433.
[23]WangZhenxiong, YiHao, ZhangZhigang, etal.Implementation of virtual synchronous generator with an Improved Hardware Structure in PV-based microgrids[C]//Proceedings of the 2016 IEEE 8th International Power Electronics and Motion Control Conference(IPEMCECCEAsia).Hefei:IEEE,2016:3157-3162.
[24]孟建輝.分布式電源的虛擬同步發(fā)電機(jī)控制技術(shù)研究[D].華北電力大學(xué).2015.
[25]HIRASE Y,ABE K,SUGIMOTO K,et al.A gridconnected inverterwith virtualsynchronousgenerator model of algebraic type [J].Electrical Engineering in Japan,2013,184(4):10-21.
[26]呂志鵬,盛萬(wàn)興,鐘慶昌,等.虛擬同步發(fā)電機(jī)及其在微電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2014,34(16):2591-2603.Lü Zhipeng,SHENG Wanxing,ZHONG Qingchang,et al.Virtual Synchronous Generator and Its Applications in Micro-grid [J].Proceedings of the CSEE,2014,34(16):2591-2603.
[27]鄭天文,陳來(lái)軍,陳天一,等.虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)及展望[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2015,39(21):165-175.ZHENG Tianwen,CHEN Laijun,CHEN Tianyi,et al.Review and Prospect of Virtual Synchronous Generator Technology[J].Automation of Electric Power Systems,2015,39(21):165-175.
[28]BEVRANI H,ISE T,MIURA Y.Virtual synchronous generators:a survey and new perspectives[J].International Journal of Electrical Power&Energy Systems,2014,54:244-254.
[29]王振雄,易皓,卓放,等.應(yīng)用于光伏微網(wǎng)的一種虛擬同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)性能分析 [J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào).2017,37(2):444-453.WANG Zhenxiong, YIHao, ZHUO Fang, etal.A Hardware Structure of Virtual Synchronous Generator in PhotovoltaicMicrogrid and ItsDynamic Performance Analysis[J].Proceedings of the CSEE,2017,37(2):444-453.
[30]范士雄,蒲天驕,劉廣一,等.主動(dòng)配電網(wǎng)中分布式發(fā)電系統(tǒng)接入技術(shù)及其進(jìn)展[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào).2016,31(2):92-101.FAN Shixiong,PU Tianjiao,LIU Guangyi,et al.Technologies and Its Trends ofGrid Integration of Distributed Generation in Active Distribution Network[J].Transactions of China Electrotechnical Scociety,2016,31(2):92-101.
[31]田新首,王偉勝,遲永寧,等.基于雙饋風(fēng)電機(jī)組有效儲(chǔ)能的變參數(shù)虛擬慣量控制 [J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2015,39(5):19-26+33.TIAN Xinshou,WANG Weisheng,CHI Yongning,et al.VariableParameterVirtualInertiaControlBased on Effective Energy Storage of DFIG-based Wind Turbines[J].Automation of Electric Power Systems,2015,39 (5):19-26+33.