分布式发电并网（精选12篇）
分布式发电并网 第1篇
随着能源和环境问题的日益突出,新能源发电成为现今研究的热门问题。新能源的大量接入改变传统电力系统的拓扑,从而影响电网的潮流分布及电网的稳定性[1,2]。此外由于能量需经过电力电子设备变换才能并入电网,也带来了电网与电力电子设备间相互影响的问题。以往,研究对象包含电力系统时,我们习惯选用电力系统仿真软件,如PSCAD、RTDS、PSASP等。并且共同仿真电力电子与电力系统更无合适的工具。软件仿真获取的结果,不能够准确反应实际情况。假如用实物做实验耗资太高。尤其涉及到庞大的电力系统,对电力系统做实验往往不现实。面对这种情况,我们选择折中考虑。采用RTDS搭建模拟电网装置,并将它与实际负载或者变流器相连接。研究新能源并网后,与电网的相互影响。
1 平台构成
平台简介:利用实时数字仿真系统(RTDS)搭建电网的模型,并实时地输出任意节点电压信号。然后利用数字功率放大器不失真地放大输出该信号。由RTDS和数字功放构成模拟电网装置。DSP控制变流器接到模拟电网,同时RTDS采集并网电流。在RTDS内部,以电流源形式注入到模拟电网中,来实现发电装置的输出功率并入电网。平台整体结构如图1。
常用的仿真工具大多为非实时的仿真程序。对于这些运行在数字计算机上的仿真程序来说,其限制在于为计算被仿真系统1 s的响应大多要花费数分钟乃至几小时的时间。这种非实时的仿真速度不能满足与外部物理控制设备和保护装置进行实时交互试验的需要。实时数字仿真器(RTDS)的出现是计算机技术、并行处理技术和数字仿真技术发展的产物。首先,并行处理技术的采用和专门设计的硬件保证了RTDS运行的实时性,RTDS可以运行在50μs级的步长上实时仿真较大规模的电力系统;其次,RTDS用来仿真电力系统各元件的模型和仿真算法是建立在已获得公认的当代使用面较广的电磁暂态分析软件包(EMTP,EMTDC等)的标准技术的基础上。
RTDS能实现与外界实物连接。但实际实验证实,RTDS的功率输出能力很低,仅能输出±10 V以内的信号,不能与外部变流器连接,无法满足分布式并网发电模拟装置的要求[3]。
功率放大器选用自主设计的数字功放。该类功放常用在音响设备中,输入的音频信号经过PWM调制变为相关的调制波。通过低通滤波器,滤除高次谐波,从而恢复输入的音频信号。数字功放相比其他类功放有着效率高,谐波含量少的优点。开关频率可达到300 k Hz。并且我们考虑电网的谐波范围大概在5 k Hz以内,前者是后者的60倍。因此,该功放对模拟电网引入的谐波可以忽略。
实验中变流器的主电路拓扑选为DC/AC,如图2。主电路参数:DC电源电压为70 V;变流器功率为420 W;最大输出电流6 A;开关频率5 k Hz。
2 RTDS搭建配电网模型
RTDS对于电力系统的仿真研究可以包含几乎所有的网络结构。从非常小的单电源的负载研究直到能代表一个完整的电力公司网络的基本动态特性的研究。因为RTDS仿真系统代表的系统特性包含了一个很大的频率范围(直流到4 k Hz),因此RTDS仿真系统提供的结果比传统的稳定和精确。同时,RTDS的插孔可直接对外输出网络节点的电压电流模拟量,范围分别是±10 V和±5 m A,需要外部功放放大后与设备连接[4,5]。依据RTDS以上的特点,在RTDS的图形用户界面PSCAD中,搭建配电网模型如图3。
配电网模型特点:配电网电压等级为380 V,配电网线路都简化为RL模型。选用放射状的配电网,并在配电线路中引入两条负载线路。线路末节点选作变流器并网节点。选用三相可控电流源代替变流器,受控源控制信号来自外部真实变流器的并网电流,电流参考方向以流入该节点为正。
3 数字功放原理
数字功放放大的是经脉宽调制(PWM)的数字信号,模拟信号的信息埋藏在脉冲的占空比中。单相信号的PWM调制方式最为直观。信号幅值越高,脉冲的宽度越宽。对于双向信号也可用PWM调制,占空比为50%时,脉冲宽度与间隔宽度1:1,表示信号幅值为0,占空比大于50%,幅值为正,幅值越高,占空比越接近1;占空比小于50%,幅值为负,幅值越高,占空比越接近0。工作原理如图4。
数字功放的开关频率采用300 k Hz,谐波的主要含量在开关频率倍数次以上。因此,低通滤波器的设计就很简单,并且对LC参数的要求很低,滤波器的体积也会较小。
隔离变压器主要有两个作用,一是输入信号与输出信号隔离,防止负载或者变流器引入干扰,影响数字功放工作;二是针对外界负载电压的要求,可以改变输出电压。
数字功放参数:单电源为50 V;单相输出功率300 W;电压0~50 V(峰值)信号输入±1 V内;随着输出电压的升高,最大输出电流变小。
4 并网变流器的控制策略
本实验变流器的控制目标是:通过调节注入到电网的有功功率,使并网点线电压稳定在380 V。为实现该目标,在此采用电压环为外环,电流环为内环的双环控制。从RTDS的DA输出端采集电网电压信号,经过调理电路后,送入DSP中处理。
为实现变流器有功P和无功Q的解耦,通常需将电网侧获取的电压、电流进行坐标变换,已达到解耦的目的。选择d轴与三相电网合成电压矢量重合,此时q轴分量为0。则电流d轴分量id为有功分量,q轴分量iq为无功分量。可以方便地实现网侧有功功率和无功功率的解耦控制[6,7,8]。三相静止坐标系到两相垂直旋转坐标系的正交变换矩阵为
利用坐标变换公式,根据基尔霍夫定律,同时选定变流器流向电网为正方向。通过复杂的推导和相应的三角函数运算,可得
式中:L,R为交流侧电感和等效电阻;id,iq为电网电流d,q轴分量;ed,eq为电网电压d,q轴分量;ω为电网基波电压旋转角频率。
由式(2)可看出,在旋转坐标系中,经电感作用会使d、q轴间产生耦合,控制系统只有通过解耦才能单独控制id、iq,式中d-q轴电流受到交叉耦合电压ωLid、ωLiq扰动和电网电压的扰动。因此引入电流前馈补偿以及电网电压前馈补偿,即可实现分别独立控制[9]。为此可采用前馈解耦控制策略(图5)。当电流调节器采用PI调节器时,则有式(3)。
结合式(2)、式(3),消除Ud、Uq得解耦后的d、q轴电流是解耦的,该方法展现了同步旋转坐标系的优点,有功电流和无功电流实现解耦和独立控制。PI调节器能实现无差调节,动态和静态响应令人满意和频率保持稳定。
5 数字功放测试结果
测试方法:运行RTDS建立的电力系统模型,通过DA输出A相波形,经过数字功放放大A相信号,对比输入波形与输出波形。变流器的控制结构如图6。
图7为A相信号经过数字功放后的波形。波形特点:功放放大后的波形UA与输入信号Ua形状完全一样,保证了同频同相,且输出波形的频率和幅值能快速的跟随输入信号变化。因此,数字功放很好地实现了弱信号到高压高功率波形的转换。
6 谐波注入测试结果
为了测试数字功放的频带特性,使RTDS的输出波形含有5次和7次谐波。实现方法:通过向RTDS建立的电网模型注入一定量的5次和7次谐波电流,实现RTDS输出三相畸变的波形。
图8为RTDS的输出波形。图9为数字功放输出的波形,其波形和RTDS输出波形相对应。可发现RTDS和示波器测得波形一样。因此,数字功放能很好地放大含有5次、7次乃至更高次谐波的电网。
7 变流器并网测试结果
分布式并网发电平台联合调试,RTDS建立电网等级为380 V,通过DA输出信号为±1 V,经过数字功放放大为30 V。变流器接到RTDS与数字功放组成的模拟电网上。通过低电压低功率的模拟平台,研究变流器与电网的相互影响。变流器输出有功、无功的波形如图10、图11。
通过DSP完成变流器并网的控制策略,程序中给定id=5A、iq=0;实际观测电网的A相电压Ua和并网电流Ia。此时电压与电流反向,电网向变流器注入有功功率。
程序中给定id=0、iq=5 A;此时,电压超前电流90°。变流器向电网吸收感性无功和输出容性无功。
本实验目的是通过调节注入到电网的有功功率,使并网点线电压稳定在380 V。利用RTDS的AD模块采集变流器并网电流,经受控电流源注入到电网模型中。图12为向RTDS内部注入功率的仿真结果。图示注入到电网的三相电流波形质量较好,且三相平衡,并网点的谐波含量少。
8 结论
利用分布式并网发电模拟平台,成功模拟了变流器稳定并网点电压的测试。说明该平台能够模拟变流器与电网之间的相互影响,因而对研究变流器与电网都具有重要意义。由RTDS和数字功放组成的模拟电网,充分利用了RTDS的实时性,且可以与实际变流器相连接。它的突出优点是模拟多种形态的电网,可研究针对不同情况的电网条件下,变流器所需的控制策略,这是实际试验无法进行的。实验中,采用小功率变流器,其结果可以为大功率变流器并网提供很好的参考。利用分布式并网发电模拟平台,可以减少大功率变流器并网研究的时间和投入成本。
参考文献
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37分布式光伏发电并网管理流程 第2篇
1、业主到当地的电网公司大厅提交《分布式电源并网申请表》及相关材料。
需准备的材料有：
一）、自然人申请需提供： 经办人身份证原件及复印件、户口本、房产证（或乡镇及以上级政府出具的房屋使用证明）项目合法性支持性文件。
二）、法人申请需提供：
1.经办人身份证原件及复印件和法人委托书原件（或法定代表人身份证原件及复印件）。
2.企业法人营业执照、土地证等项目合法性支持性文件。
3.政府投资主管部门同意项目开展前请工作的批复（需核准项目）。4.发电项目前期工作及接入系统设计所需资料（可研等）。
2、电网企业受理并网申请，并制定接入系统方案。
3、业主确认接入系统方案，并依照实际情况进行调整重复申请。
4、电网公司出具接网意见函。
5、业主进行项目核准和工程建设。
6、业主建设完毕后提出并网验收和调试申请。
分布式电源并网调试和验收需提供的材料清单
10kv逆变器类序号 1 资料名称
施工单位资质复印件（承装（修、试）电力设施许可证、建筑企业资质证书、安全生产许可证）主要设备技术参数、型式认证报告或质检证书，包括发电、逆变、变电、断路器、刀闸等设备 并网前单位工程调试报告（记录）5 并网前单位工程验收报告（记录）
并网前设备电气试验、继电保护整定、通信联调、电能量信息采集调试记录 7 并网启动调试方案
项目运行人员名单（及专业资质证书复印件）
注：
1.光伏电池、逆变器等设备，需取得国家授权的有资质的检测机构检测报告。
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380V项目
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项目 √
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35kv项目10kv旋转电机类项目
7、电网企业受理并网验收和调试申请，安装电能计量装置（原电表改装成双向电表）。
8、电网企业并网验收及调试，并与业主联合签订购售电合同及并网调度协议。
9、正式并网运行。
分布式发电并网 第3篇
关键词分布式发电故障并网控制策略
引言
分布式发电(Distributed Generation，DG)一般是指为满足某些终端用户的需求、采用接在用户侧附近的小型发电机组进行发电的一种方式。这些小型发电机组规模一般不大，大约在几十千瓦到几十兆瓦。一般而言，分布式电源是直接接入配电系统(380V或10kV配电系统)并网运行或采取独立运行的方式。与传统的高压远距离输电系统的大型电站相比，分布式发电系统更靠近用户，不需要高压输电系统，从而可使基础设施的投资大大减小，并且建设快，运行费用低，提高了供电的可靠性和电力质量。常见的DG的形式包括了一些采用天然气、氢气、太阳能、风能等具有环境友好特性的能源，因此这种发电技术是一种可利用多种能源的技术。此外，为了提高能源的利用效率和降低成本，往往采用冷热电三联供(Coinbmed，Cooling，Heather and Power，CCHP)的形式，因此从能源利用、节能和环保角度来看，这种发电技术都被认为是一种极有发展前途的发电技术。
1电网中常见的故障
1.1故障概述
电力系统可能发生的故障类型比较多，其中短路故障是电力系统中最常见、危害最严重的故障。短路是指电力系统正常运行情况以外的一切相与相之间或相与地之间的短接。在电力系统正常运行时，除中性点外，相与相或相与地之间是绝缘的，如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路，就称电力系统发生了短路故障。产生短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏。
1.2故障主要的种类及分析
电力系统中可能发生的短路有两类：对称短路和不对称短路。对称短路即为三相短路；不对称短路则包含单相接地短路、两相短路和两相接地短路。电力系统的运行经验表明，短路故障主要是单相接地短路。
(1)单相接地短路
单相接地短路是最常见的故障，约占全部故障的80％以上。对于中性点直接接地系统，发生单相接地时，要求迅速切除故障点。对于中性点不接地或中性点经消弧线圈接地的系统，发生单相接地时，允许短时间带电运行，但要求尽快寻找接地点，将接地部分退出运行并进行处理。
(2)两相接地短路
两相接地短路一般不会超过全部故障机率的10％。
在中性点直接接地系统中，这种故障多在同一地点发生；在中性点非直接接地系统中，常见情况是先发生一点接地，而后其他两相对地电压升高，在绝缘薄弱处形成第二接地点，此两点多数不在同一点。
(3)两相短路及三相短路
两相短路及三相短路相对较少，一般不超过全部故障机率的5％，但这种故障比较严重，故障发生后要求更迅速的切除。
(4)转换性故障、重叠故障
当发生以上几种故障后，往往由于故障的演变和扩大，可能由一种故障转换为另一种故障，或发生两种或两种以上的重叠性故障，这种故障约占全部故障机率的5％以下。
1.3故障带来的危害
随着短路类型、发生地点和持续时间的不同，短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。短路的危险后果一般有以下几个方面：
(1)短路点的电弧有可能烧坏电气设备，同时很大的短路电流通过设备会使其发热增加，当短路持续时间较长时，可能使设备过热而损坏。
(2)很大的短路电流通过导体时，将引起导体问很大的机械应力，如果导体和它们的支架不够坚固，则可能遭到破坏。
(3)短路时，系统电压大幅度下降，对用户工作影响很大。系统中最主要的负荷是异步电动机，它的电磁转矩同它的端电压平方成正比，电压下降时，电磁转矩将显著降低，使电动机停转，以致造成产品报废以及设备损坏等严重后果。
(4)当电力系统中发生短路时，有可能使并列运行的发电厂(发电机)失去同步，破坏系统的稳定性，使整个系统的正常运行遭到破坏，引起大片地区的停电，这是短路故障最严重的后果。
(5)不对称接地短路所造成的不平衡电流，将产生零序不平衡磁通，会在邻近的平行线路(如通信线路、铁道信号系统等)内感应出很大的电动势，这将造成对通信的干扰，并危及设备和人身的安全。
2针对电网常见故障情况下的并网控制策略
一个电网系统一般连接有多个分布式电源，这样很容易导致系统的不稳定。而电网中最严重的故障是短路故障，包括单相短路、两相短路、两相接地短路和三相短路，因此研究电网短路故障下的并网控制是很有意义的。
2.1统一功率因数控制方式
电网故障时分布式发电系统可以采用的一种控制策略就是在故障期间保持统一的功率因数。向网端输送最大有功功率时，其电流设置可以按下式计算：
I=gu (1)
g=p／u2
式中：g——逆变器输出端的等效瞬态电导；
u——三相电压向量u的模，u的值在三相电压均为正弦波，且三相平衡时是一个常数。
然而，当电网故障时，逆序分量将产生一个二倍频的波动。从而注入电网的电流将不再保持正弦波形，而是含有大量高频谐波信号。
由(1)式知，电流向量每个瞬时均与电压向量保持正比关系，不包含任何与电网电压正交的分量，因此只向电网输送有功功率，而不向电网输送无功功率。故在这种控制方式下，有功功率和无功功率在故障期间都保持恒定，功率因数是常数。
2.2正序跟踪控制方式
故障时另一种可行的控制策略是随动态式跟踪电压的正序电压。与统一功率因数控制相反，在这种控制策略中，需要一个PLL系统来检测电网的不平衡状态。另外，该系统也需要对故障引起的非平衡充分鲁棒并且能够检测出电网电压的正序分量。同步锁相环PLL即为满足这种要求的一种方式。此时的唯一问题是直流侧电压的二次谐波扰动，它对正序参考电流的产生有一定影响。不过我们可以采用数字滤波器来滤除这些扰动信号，从而不对系统引入任何延迟。不管在哪种情形下，当故障发生时在直流侧部分采用电容来消除二次谐波扰动都是必须的，否则，极易发生设备故障。
在这种控制策略下，分布式电源电流在故障时将始终保持平衡的正弦波形，只因电网电压的衰减，分布式电源的电压幅值会升高。不过，不管在哪种情形下，整个故障期间无功功率和有功功率都会有二倍频的波动。
2.3恒定有功功率控制方式
还有一种在故障情形下可采用的控制策略是保持有功功率恒定控制方式。在非平衡故障时，电网电压将同时包含正序和负序分量。类似的，电网电流也将变成非平衡的，从而无功功率和有功功率同时都包含有二次谐波分量的波动。此时，若在参考电流中注入一定的负序分量，可以方便地得到对二次谐波的补偿，从而使有功功率在故障期间保持恒定。
In=IPUn／Upi(2)
式中下标p和n表示正序和负序分量。
考虑到这种控制方式有可能应用到采用比例一积分(PI)控制器对电流进行校正的控制结构中，一般还需要单独的负序电流控制器对负序电流进行额外的校正。
基于PR控制器的控制结构中，负序电流分量可以非常方便地引入参考电流中，这是因为这种控制器能够同时对正序和负序信号进行校正，这为系统的实现提供了很大的方便。然而，需要指出的是，在功率(无功或有功)恒定的控制策略中，电网电流在故障期间是非平衡的，而且在有功功率恒定的控制方式中，无功功率将承受大幅度的二次波动。
2.4恒定无功功率控制方式
在恒定无功功率控制方式下用于消除二次谐波波动的无功功率表达式和在恒定有功功率控制时非常相似，因为此时很容易通过计算得到正交于电网电压向量的电流向量，所以当需要在分布式发电系统和电网之间交换无功功率时，可以方便地对无功功率进行独立的控制。当检测到电网故障时，无功功率的参考信号要从O变换到设定值。
3结束语
分布式发电并网 第4篇
分布式光伏发电是指在用户所在场地或附近建设安装、运行以用户端自发自用为主、多余电量上网、电网调剂余缺为特征的发电设施或有电力输出的能量综合梯级利用多联供设施。这是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式,它倡导就近发电、就近并网、就近转换、就近使用的原则,不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。系统结构如图1所示。
为了响应国家政策,国家电网公司发布分布式光伏发电相关管理办法,为促进分布式发电的快速发展奠定了坚实的基础。我国从2009年开始启动了“全太阳”工程和光电建筑示范项目,明确规定根据项目投资规模对分布式光伏发电项目进行补贴。在相关政策的激励下,分布式光伏发电近3年呈现出爆炸式增长的态势。据统计,到2011年年底,我国光电建筑示范项目装机规模已达30万KW,“全太阳”工程的装机规模也已超过117万KW,而根据《能源发展“十二五”规划》,我国2015年分布式光伏发电的装机规模要达到1000万KW, 2013年,国家电网继2012年启动分布式光伏发电支持政策之后,再次发布《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》,用户自己装置光伏发电设备,国家电网可以为其接入电网,发电量可以自用,多余部分也可以上网卖给电网。目前,我所在的岗位是受理武汉市个人及企业分布式电源并网申请的业务柜台,据统计,截至目前,武汉市已受理分布式光伏报装业务148件,总装机容量达4.77万KW。
2 分布式光伏发电的优势
分布式光伏发电倡导就近发电、就近并网、就近转换、就近使用的原则,不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。相较传统光伏发电而言,分布式光伏发电有着众多优势。
2.1并网难度低
光伏发电并网困难的问题一直是困扰光伏产业发展的一个难题。我国一些光照充足适合建大型光伏电站的地方往往地处偏远,建设和并网难度都很大,很多电站即使能建成投产也因为无法并网使发出的电成为“弃电”、“费电”而白白浪费。分布式光伏发电大多建在城市中,以广大家庭、企业和事业单位为依托,只需要对现有电网稍加改造就能并网发电,同时还能解决用户自身的用电问题。
2.2投资成本低
传统集中式光伏发电因为地理位置等原因建站和并网成本都很高,这使得发电本身所带来的效益远不及前期投资成本,再加上建设这种大型光伏电站往往需要大量的资金支持,使一般投资者望而却步。相较传统光伏发电动辄几十亿甚至上百亿的投资,分布式光伏发电只需要较少的投资,可以将各级党政机关、企事业单位和大量居民楼房转变为众多的“微型发电厂”,并且它分散在众多家庭、企事业单位之中,能够降低和分担投资风险。
2.3硬件设施要求低
分布式光伏发电系统中各电站相互独立,对供电系统等硬件设施要求相对较低,用户由于可以自行控制,不会发生大规模停电事故,可以弥补大电网安全稳定性的不足,可靠性较高。同时,分布式光伏发电调峰性能好,操作简单,由于参与运行的系统少,启停快速,在意外灾害发生时能够继续供电,成为集中供电方式不可缺少的重要补充。
2.4 有利于更好地普及清洁能源知识和措施
在推进分布式光伏发电过程中,可以让知识和技术更好地走进千家万户,从而将节能变为自觉行动。同时,由于当前欧美等对我国出口光伏产品接连不断采取双反等制裁措施,导致国际市场受到挤压,不少企业经营困难出现亏损,甚至有个别业内影响较大的公司出现破产清算问题。因此,推广分布式光伏发电,还有利于开拓国内市场,帮助我国光伏制造企业走出困境。
3 分布式光伏发电的发展前景
中国光伏产业的发展曾过度依赖国外市场,尤其是欧洲市场,受欧债危机、欧盟及美国“双反”等事件的影响,国外市场持续低迷,中国光伏产业的持续发展也因此呼吁国内光伏市场的快速启动。
目前分布式光伏发电已被广泛应用在家庭供电、道路照明、景观照明、交通监控、大型广告牌、发电站,市场规模逐步扩大,呈现出广阔的市场前景。随着国务院常务会议提出要着力推进分布式光伏发电,鼓励单位、社区和家庭安装和使用分布式光伏发电系统。在《关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区的通知》和《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》文件中,国家已经把分布式光伏发电在十二五能源发展规划目标中的1000万千瓦调整为3500万千瓦。2014年全年新增备案总规模1400万千瓦,其中分布式800万千瓦,占光伏发电新增装机规模的近60%。从国际经验和国内发展状况看, 分布式光伏发电代表着光伏产业未来的发展方向, 拥有广阔的前景和光明的未来, 将成为新能源产业发展最为激动人心的实践,形成燎原之势。
4 总结
综上所诉,由于我国目前生产力分布格局和分布式能源自身的特点,分布式光伏发电的发展想在短期内代替传统的功能方式是不可能的,但是其可以为集中供能系统进行有效补充,成为人类实现安全可靠、清洁环保、便捷高效智能生活的关键环节,迎来太阳能利用的崭新局面。
摘要：在能源日益紧张的今天,太阳能因其可再生性与清洁性,已逐渐突显其优势,它为光伏发电产业发展垫定了基础。同时,分布式光伏发电系统具有不占地,无噪声,无污染排放,架设输电线路即可就地发供电,电力传输系统消耗几乎为零,所发电力若在满足用户基本用电需求基础上,多余电量还可上网等优点,使越来越多的分布式光伏电源接入到配电网中,并对传统的配电网提出了新的挑战。
分布式发电并网 第5篇
380（220）伏接入电网分布式光伏发电项目并网服务流程
380（220）伏接入电网分布式光伏发电项目并网服务流程项目业主市局相关部门市（县）局财务部各营业窗口县区局营业部县区局计划建设部县区局配电部2个工作日并网申请业务受理接入条件审核3个工作日并网申请（8个工作日）现场勘查 现场勘查2个工作日答复并网 意向函1个工作日出具并网 意向函否是业主是否 自然人10个工作日委托编制接入系统方案制订接入 系统方案2个工作日2个工作日接收接入 系统方案组织审查接入系统方案参与审查接 入系统方案参与审查接入系统方案6个工作日2个工作日确认接入系统方案答复接入系统方案确认单出具接入系统方案确认单工程建设（10～30个工作日）方案确认（10个工作日）接收接入系统方案确认单电网配套 工程立项向政府能源主管部门备案否业主是否 自然人是集中向政府能源主管部门备案光伏发电工程设计施工电网配套 工程建设并网验收申请启动并网验收4个工作日组织并网验收 参与并网验收参与并网验收6个工作日签订购售电合同2个工作日通知业主签订购售电合同4个工作日并网验收（20个工作日）计量装置安装4个工作日接入系统方案、购售电合同备案资料归档并网调试、进入商业运行按周期抄表5个工作日制作 电量结算单5个工作日制作 电费计算单电费结算（25个工作日）审核 电费计算单5个工作日10个工作日提供发票支付电费、转付国家补贴资金
光伏发电并网面临的问题分析 第6篇
关键词：光伏发电;并网;问题
引言
目前，比较多的相应的光伏发电的设备需要进行并网，使得并网的运行能够充分的而且有效的得到相应的提升。光伏发电并网的需要，应该相应在经济政策和法律法规上进行一定程度上的完善，但是本文并不试图探讨这个的不完善，需要在忽略此技术层面上，探讨相应的光伏发电系统接入大电网后2部分都能安全高效运行这一重大问题，也是决定光伏发电技术能否大规模工业化应用的关键。
光伏发电系统目前可以区分为离网光伏发电系统以及相应的并网型发电系统，其中并网型发电系统有着比较明显的优势。在投资的金额之上，其中并网光伏发电系统能够比离网发电系统金额占用比较少，将近少25%。其中将相应的光伏发电的系统能够做成微网的形式后接入到比较大的电网之中进行并排运行，从而最终实现与大电网互为支撑的目的。
目前，一般而言，光伏发电系统并网与其他分布式发电系统并网给大电网带来的问题可能相同。因此，笔者认为可以借鉴其他分布式电源并网方面的研究成果，但仍然有必要研究光伏发电系统电网并网后大电网可能面临的问题及对策。
一、光伏发电面临的问题
（一）如何有效利用仿真手段对光伏发电系统并网进行研究
电网的研究建设过程之中仿真手段比较关键的方法。因为光伏发电系统自身有着比较特殊的特点，所以为了能够合理及正确的对光电系统进行建模，可以利用仿真手段对光伏发电系统并网进行研究是光伏发电系统面临的重要问题之一。
在比较传统的电力系统的分析以及检测研究方法之中，对于光伏发电的系统不能够有效的进行相应的研究以及改善。更难以完成光伏发电系统的运行控制、规划任务，因此应根据光伏发电系统的特点，开发良好的仿真软件，这样才能够有效实现对光伏系统稳态和暂态的分析，研究光伏发电系统对大电网进行作用的机理及各种复杂扰动行为，这些都有助于研究光伏发电系统并网电网后的控制及光伏发电系统本身的规划问题。
（二）光伏系统对整个电力系统影响的问题
在一般情况下，光伏发电系统都是通过微电网并入大电网中的，微电网通常存在着多种运行的状态，其中光伏发电网系统在一定程度上以分散的状态进行相应的运行以及发展的时候，使得功率是以双向流动的方式出现的。在大电网的故障完成消除之后，通过相关的并网控制即可实现大电网对微网的有效容纳和并入，使得微网从新进入并网状态。
此种方式与比较传统的电网系统比较而言，光伏发电系统的特性有很大差别，并且相应的单个光伏发电系统在进入到电网后功率比较小，但由于光伏发电系统的接入点较多，因此当光伏发电系统大量接入电网后，其与整个电网之间的相互作用将是非常复杂的，并且可能对于整个电力系统的运行的特质都会有所影响。对光伏发电系统并入对整个电力系统的影响及整个电网运行机理进行分析，有助于有效控制光伏发电系统并入电网的时间，容量，使光伏发电系统取得最佳的经济效益。
（三）配电网规划所面临的新问题
配电网在接纳光伏发电的整个系统之后，整个配电网的角色都会发生变化，也就说，整个电网从单一的电能分配角色转变为了整体的电能收集者角色，整個配电网将成为电能传输、分配和收集于一体的新型配电电能交换系统。光伏发电系统会一定程度上影响着配电网的自身的电能质量，如带来严重的电压闪变，谐波及污染等问题，这就对配电网规划提出了新的要求。
因此，对于光伏发电系统在接入配电网之后，如何进行整个配电网的合理规划，是比较关键而且值得深思的问题。其中，如果不能对整个光伏发电系统进行有效而合理的利用，则还有可能对整个配电系统造成严重的影响，导致光伏系统的建设和使用问题更加突出，严重影响所接入配电网的母线电压、电流和电网潮流，对整个配电网的供电可靠性造成严重影响，因此光伏发电系统并网对配电网规划带来了新的挑战。
（四）光伏发电系统并网带来的整个电网的控制问题
由于光伏发电系统具有不稳定性，其将使所接入的整个配电网短期的负荷预测不准确，这就导致传统的电网运行及计划难度的增加，致使配电网难以进行断面交换功率的控制。电力系统接纳光伏发电的系统之后，配电网中电源点的数量多，但是此种电源点分布比较散，而且电源的协调比较难以控制与协调，常规的电压及无功补偿方法都将难以适用。这就比较大程度上地影响了配电网的安全备用、网络调峰、安全备用以及频率稳定的问题。
（五）无功补偿问题
光伏并网逆变器存在一定的无功消耗，所以应配备一定的无功补偿装置以具备无功调节能力，来保证电站功率因数和高压侧母线电压保持在合理的范围内。特别是对于功率因数比较高（不小于0.98）的光伏并网发电系统，更需要进行有效的无功补偿，从而实现无功的分层分区以及就地平衡，以减少光伏发电接入时对电压的影响，另外还可以降低线损，保证逆变器的正常运行，例如，光伏发电系统以10kV电压等级接入系统，则lOkV侧的功率因数在0.85～0.98范围内，通常应按装机容量的609配置无功补偿装置。为了检测无功电流并进行补偿，阐述了一种基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方法，并可以和谐波电流的检测相结合，将两者的检测值相加后作为补偿电流参考值，同时完成对无功补偿和谐波抑制两项功能。
（六）孤岛效应
当系统供电因事故、故障或者停电维修而停止时，各用户端的光伏并网发电系统有可能与周围的负荷构成一个电力公司没办法掌握的自供给供电孤岛，这给检测人员带来危险，即所谓的孤岛效应。孤岛效应会对整个电网造成许多危害，为了防止孤岛危害的出现，防孤岛保护必不可少，主动式和被动式保护各有优缺点，因此光伏系统里应设置至少各一种防孤岛效应保护，当电网失压时，要求防孤岛效应保护应在2s内动作，断开与电网的连接。
因此，当光伏发电系统大规模地接入配电网后，将大大削弱常规电源对整个配电网的控制能力，为整个配电网的安全稳定带来巨大的隐患和新的安全问题。
二、提升以及解决对策
（一）构建光伏发电系统的研究实验与验证环境
1.为了能够更好的加强对于光伏发电系统的研究以及控制，需要认真分析了实际的光伏发电系统，基于光伏发电系统的自身的特性，从而建立好光伏发电系统的相应的动态和静态的模型，并与实际光伏发电系统及其控制器的静态特性和动态性进行比较。
2.光伏发电系统对大电网安全稳定影响的仿真实验环境。在进行光伏发电系统建模研究的基础上，需要科学合理建立比较合适的光伏发电系统并网的典型案例，包括典型光伏发电系统、光伏发电系统典型运行方式、典型并网方式、典型故障场景、典型控制措施等。
（二）深入研究光伏发电系统及微网与大电网相互作用的机理
当大量光伏发电以微网形式接入大电网后，微网与大电网间的相互作用将十分复杂，对大电网的运行特性产生重要影响，而对于这种影响的分析则需要以全新方法为基础。配电系统的安全稳定问题完全是由于微网的存在而提出的，其分析方法可能与高压电力系统截然不同。研究目的是要揭示出微网与大电网相互作用的本质，发展相关理论和方法，为含微网配电系统的稳定分析与控制奠定理论基础。
（三）健全光伏发电接入公共电网的技术标准与规范
研究并网光伏发电系统的技术参数和控制特性及承受大电网扰动能力的技术要求与标准，研究光伏发电系统并网的规模、接入电压等级、无功配置和电能质量等方面的技术标准，研究大电网接纳光伏发电系统应具备的条件等技术标准与规范。健全光伏发电接入公共电网的技术标准与规范，将有利于引导与规范光伏发电等新能源分布式发电系统有序接入大电网，确保这些新型发电系统及其控制设备不会对大电网的安全稳定运行造成危害。
三、光伏发电施工的注意事项
（一）建设场地的清理、平整
平整的场地利于施工，支架的安装要求地势尽量平缓、坡度一致，如果地势较短距离内起伏较大，或有垂直落差，严重影响支架的安装质量，甚至支架无法安装，因此对于山地光伏建设，平整场地是支架安装质量控制的关键和前提。
（二）方阵及逆变器室设计优化
布置在較平坦的场地，为节省电缆量，逆变室布置应尽量在方阵的中央，且布置在道路旁，因此逆变室布置要与道
路布置综合考虑。逆变室与箱变的位置距离多少合适，一般距离1m 左右可省电缆，但逆变室于箱变基础之间必须采用电缆沟连接，造成逆变室内防水效果不好，建议采用较远的距离如2～3m。
（三）支架安装质量控制要点
施工时，一般在安装斜梁时用拉线来找平。相邻支架的高差，在实际施工时，若相邻支架在同一个平面，通过拉线容易解决，若不在同一个平面，则较难控制，一般在支架安装好横梁后通过调整来解决，也可以在安装斜梁时，先装上部分檩条，再调整立柱高度来解决。
参考文献：
[1]李立忠.380V光伏发电及并网技术的研究[D].江苏大学，2014.
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[4]国家电网公司连续出台扶持分布式光伏发电并网的服务政策[J].电力系统自动化，2012，36（23）：102-102.
分布式发电并网 第7篇
随着分布式发电(Distributed Generation ,DG) 技术快速发展, 系统的安全防护问题不容忽视, 孤岛问题是其中必须解决的关键技术之一。 孤岛是指电网因故障事故或停电维修而跳闸后, 用户端的DG系统未能及时检测出停电状态而将自身切离主系统, 形成由DG系统和周围的负载组成的一个自给供电的孤岛[1]。 非计划的孤岛运行会造成人身伤害或设备损毁。
本地检测法分为主动式检测和被动式检测, 主动式检测法中的主动移相法是对输出电流的相位施加扰动来实现的。 最早出现的主动移相法是文献[2-3] 提出的滑模频率偏移法(Slip -Mode Frequency Shift ,SMS) 和自动移相法(Automatic Phase Shift ,APS), 它们是典型的主动相位偏移方法, 使用较广泛, 之后人们对主动移相法进行了更深入的研究[4,5,6,7,8]。 由于国外与我国所用电网参数不同, 国外文献中SMS算法的参数在国内可能不适用, 文献[4] 针对此问题给出了适用于国内并网标准的算法参数。 文献[5-8] 研究了相位偏移孤岛检测法的机理并对主动移相法进行改进,使得检测性能更优。 该类算法实现简单,检测能力强,电流畸变小,且适用于多逆变器的情形。
并网发电专用标准IEEEStd929-2000和ULl741规定并网逆变器必须具有孤岛检测保护的功能,且在其他方面满足并网要求的情况下检测时间越短效果越好[1]。 本文提出一种改进算法, 能更快速有效地检测出孤岛,减小检测盲区,且对电网的影响较小。
1常见的主动移相式检测算法
当并网逆变器与电网实现单位功率因数运行时, 其输出的电流与电网电压是同频同相的。 加入主动移相式孤岛检测算法后, 逆变器输出电流的频率保持不变,但相位发生偏移, 偏移大小由移相算法决定[4]。 图1为主动移相孤岛检测法的原理图,其输出电流参考信号是按周期给出的: 由锁相环检测公共点电压周期, 从而得到公共点频率, 作为下一周期参考电流的频率, 电流周期以节点电压的正向过零时刻为起点,初始相位由所采用的移相算法来确定。
主动移相法的典型代表SMS算法应用较广泛,按此法给定的起始相位由下式计算得出:
式中,θm为设置的最大相移角;fm为最大相移角对应的频率;fg为电网频率;f为所测公共点频率。
为简化参考电流初始相位计算公式并易于在DSP上实现,有人提出一种改进算法,定义相位计算公式为:
式中,k为主动移相算法的反馈系数。
相较式(1), 式(2) 更加简洁, 更适合于DSP的应用环境。 当本地负载为标准谐振负载时,式(2)中的反馈系数取k>0.1时能成功检测出孤岛。 在该式中,k值变化引起相位变化, 而相位同时影响着检测效率和电能质量,二者是相互矛盾的。
2孤岛运行时负载频率特性分析
孤岛检测测试标准中通常用RLC并联谐振负载来代表实际运行时的负载。 对并联谐振负载频率特性进行分析,负载品质因数[5]:
式中 ,ω0为谐振角 频率 ,f0为负载谐 振频率 。
并联RLC负载在频率f电路下阻抗相角为[5]:
当电网断开后,公共连接点的电压由电流和本地负载的乘积所得, 通常将节点电压取为参考向量, 所以电压相角取零,故:
根据式(5)与式(6) 可以得出, 在特定的负载情况下, 孤岛运行时公共耦合点电压的频率与电流相位角的关系如下:
由上述关系可绘制公共耦合点电压频率随电流相位角增大(减小)的变化趋势图,见图2。 其中曲线1、2、 3分别代表额定频率下呈阻性、 感性和容性负载( 通过改变谐振负载电容值实现)的节点电压频率跟随电流初相位变化的规律。 曲线1:Qf= 2 . 5 , △Cnorm= 0 ; 曲线2 : Qf= 2 . 5 , △Cnorm= - 0 . 08 ; 曲线3 : Qf= 2 . 5 , △Cnorm= 0 . 08 。
从图2中可以看出, 在特定的负载情形下, 随着电流超前相位的不断增加, 公共连接点的频率不断增大, 若电流滞后,频率则逐渐减小。 注意到,当相位变化时该函数单调增加的快慢有所不同。 随着电流滞后相位的增加, 起初频率呈直线变化, 而后相位每增大一点频率迅速减小;电流超前情况下类似,频率随相位的增大,变化越来越迅速。
3改进的主动移相法
当电网断开后,公共点电压频率与相位偏移量是以正反馈的形式相互作用,使频率不断变化。 由图2得到的频率变化规律可知, 电流超前( 滞后) 相位连续变化时,频率偏移速度越来越快。 而相位偏移量主要受反馈系数的影响,为缓解主动移相法中相位变化时检测时间和电能质量之间的矛盾, 提高检测效率, 提出一种改进算法。 当检测到频率不断朝一个方向变化时,设置如下条件:
式中 δ 为设定的频率允许波动值。 当频率的波动超出限定范围时,改变移相法反馈系数。
国家标准GB / T15945 - 1995 《 电能质量 — 电力系统频率允许偏差 》 规定, 电力系统正常频率偏差允许值为0 . 2 Hz , 所以此处取 δ = 0 . 2 。 当上述不等式成立时, 相位偏移公式变为:
改进后算法流程见图3。 首先按照算法式(2)施加相位偏移, 当检测到频率向一个方向变动时, 判断条件式(8)是否满足。 若条件满足, 则认为故障可能已发生, 改变移相法反馈系数,按式(9)加入偏移量。 通过增大反馈系数加强相位与频率之间的正反馈作用,达到快速检测孤岛的目的。 反馈系数是在认定故障已发生后增大的, 因此不会增加并网电流的畸变率。 仿真中取k=0.105。
4仿真验证与分析
应用MATLAB/Simulink对整个分布式发电系统搭建模型并进行仿真研究。 设置负载为标准谐振负载,负载功率与逆变器输出功率相平衡,负载参数R=16.1 Ω,L= 20 . 5 m H , C = 486 . 9 μF , 电网电压为220 V , 额定频率为50 Hz 。 电网在0 . 2 s断开, 分别对改进前后的主动移相法进行仿真。
图4为采用移相算法 θ=0.105 △f时, 电网断开后公共节点电压及电流的变化情况。 图5为频率偏移情况。 由图可以看出该法能成功检测出孤岛,但直至0.45 s孤岛保护才动作,检测时间较长,不满足IEEE Std.929- 2000标准中0.2 s内有效检测出孤岛的要求。 图6和图7为应用改进算法时公共点电压、电流及频率的变化情况。
从图7中频率的变化情况可以看出, 当频率低于49 . 8 Hz改变算法反馈系数后, 每一电压周期的频率变化量不断增大, 从而使频率快速偏移出设定阈值, 系统在0 . 36 s时检测出孤岛并退出运行。 检测时间为0 . 16 s , 满足0.2 s内有效检测出孤岛的标准, 检测时间较改进前缩短了约5个电压周期。 同时对改进算法下的电能质量进行分析, 图8为并网运行阶段的电流波形, 据此波形计算输出电流的总谐波畸变率为0.15% ,完全符合低于5 % 的并网要求, 谐波含量非常小, 对电网几乎无影响。 因此改进算法能在保证较低电流畸变率的情况下,大大缩短检测时间,提高检测性能,减小盲区。
5结论
本文针对已有的主动相位偏移法存在的检测时间较长、检测效率低下的问题,提出一种改进算法。 该方法是对逆变器输出电流的相位施加扰动,进而引起频率的偏移。 算法中加入一个反应频率变化的阈值条件,并根据条件满足与否判别是否增大移相算法反馈系数,使得公共点电压频率迅速减小直到超出设定范围,OFP/UFP动作,系统退出运行。 改进算法保持了原算法在DSP上的易实现性,并使检测时间大大减少,满足IEEE Std.929- 2000标准要求, 且对电能质量影响很小。 通过仿真试验验证了其检测的有效性及快速性。
参考文献
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分布式发电并网 第8篇
基于以上问题,直接安置在用户附近的分布式电源DGRs(Distributed Generation Resources)便成为一种可替代方案,它可以提高电力系统运行的灵活性、可靠性、安全性、环保性和经济性。所谓分布式发电DG(Distributed Generation)的一般定义是指直接接入配电网或用户侧的发电系统,功率等级一般在几十千瓦到几十兆瓦之间[2,3,4]。
但是当分布式电源接入电力系统后,会对电力系统的规划、设计、运行、控制及保护等各个方面造成影响,本文基于杂交粒子群优化算法对分布式可再生能源发电并网后的系统无功优化问题进行研究。
1 含DGRs的配电网无功优化数学模型
含DGRs的配电网无功优化的主要目的是通过合理调节无功设备实现系统运行状态的优化,使系统的有功损耗下降,电压质量提高,稳定性增强。在数学上是一个十分复杂的非线性混合整数规划问题,其数学模型包括三部分:目标函数、等式约束和不等式约束。
本文从经济性和安全性两个角度出发,选取以系统有功网损Ploss最小和电压稳定裕度最大的双目标函数来衡量无功优化方案的优劣。根据参考文献[5]可以采用常规收敛潮流雅可比矩阵的最小奇异值来度量静态电压稳定裕度Vstab这一指标。为计算方便,将最大化问题转化为最小化问题,则双目标无功优化的目标函数可表示为:
式中,系统有功网损的量纲是k W,但系统静态电压稳定裕度是一个相对指标,当用雅可比矩阵的最小奇异值来衡量时,没有量纲。因此上述双目标函数由于子目标函数的量纲不同,不能进行直接加权,为使具有不同量纲的子目标函数具有可比性,现将子目标函数按照下式进行归一化处理:
式中,P0和δ0分别为初始潮流的有功网损和雅可比矩阵的最小奇异值。采用加权的方法,将双目标函数按照下式归一化为单目标函数:
式中,λ1和λ2为权重因子,用来反映对系统运行经济性和电压稳定性的偏好,故也可以称为偏好因子,且λ1+λ2=1。
综上,含DGRs的配电网无功优化数学模型如下:
式中,h为等式约束条件,即潮流方程;g为不等式约束条件,主要包括节点电压约束、支路功率约束、控制变量和状态变量的上、下限约束等;u、x分别为控制变量和状态变量构成的向量。
2 杂交粒子群优化算法
粒子群优化算法PSO(Particle Swarm Optimization)是一种进化计算技术,源于对鸟群捕食行为的研究,在PSO中,每个优化问题的潜在解都可以想象成搜索空间中的一只鸟,称之为粒子,所有的粒子都有一个被优化函数决定的适应值,每一个粒子还有一个速度决定它们飞行的方向和距离。粒子追随两个最优位置即个体最优位置Pbest和全局最优位置gbest(gbest是Pbest中的最优值),并受最大速度Vmax限制来寻优,每个粒子根据下面的公式来更新自己的速度和位置:
式中,vk为粒子的速度向量,xk为粒子的位置向量,w为惯性权重因子,c1和c2为正的学习因子,r1和r2为0~1之间的随机数。
PSO和遗传算法GA(Genetic Algorithm)有很多相似之处,两种算法都通过随机初始化种群来迭代寻优,都使用适应值来评价系统,并且根据适应值来进行一定的随机搜索。但是PSO没有遗传操作(交叉和变异),而是根据粒子的速度和位置确定搜索机制。通过分析PSO的进化过程,可以发现粒子还有记忆功能,PSO的共享机制与GA的共享机制有很大的差别,在GA中,染色体互相共享信息,所以整个种群比较均匀地向最优区域移动。但在PSO中,由全局最优位置gbest或者个体最优位置Pbest向其他粒子发出信息,是一种单相的信息流动,整个搜索更新过程是跟踪当前最优解的过程,与GA相比较,在大多数情况下,所有的粒子可能会更快地搜索到最优解。
实验表明,PSO会陷入早熟或局部最优,群体中的粒子会出现“聚集”现象,所有的粒子聚集在某一特定位置,或者聚集在某几个特定位置,这主要取决于问题本身的特性及适应度函数的选择[6]。针对这一问题,为提高运算的精度,借鉴遗传算法中的杂交概念,在每次迭代中,根据杂交概率选取指定数量的粒子放入杂交池内,池中的粒子随机两两杂交,产生同样数目的子代粒子(child),并用子代粒子替换亲代粒子(parent)。子代位置由父代位置进行算术交叉得到[7]:
其中,p是0~1之间的随机数。
子代的速度由下式计算得到:
或:
杂交粒子群的寻优流程如图1所示。
(1)在允许范围内随机初始化粒子的位置和速度;
(2)计算每个粒子的适应值即目标函数值;
(3)对每个粒子,将其适应值与其历史最优位置进行比较,如果优于历史最优位置,则将其作为当前个体最优位置;
(4)对每个粒子,将当前最优位置与群体历史最优位置进行比较,如果优于群体历史最优位置,则将其作为群体最优位置;
(5)根据式(5)更新粒子的速度和位置;
(6)根据杂交概率选取指定数量的粒子放入杂交池内,池内粒子两两杂交产生同样数目的子代粒子,根据式(7)、式(8)更新子代的位置和速度,并保持和不变;
(7)检查终止条件,停止搜索,输出结果,否则转向步骤(2)。
3 算例分析
选取如图2所示的美国PG&E 69节点配电系统为测试系统,其中,编号1~69的节点数据和相关支路参数见参考文献[8]。系统中有1台有载调压变压器,包含5个分接头(UN±22.5%),有载调压变压器支路阻抗为0.1+j0.5Ω,节点12、20、27、42、50和54处均安装有可投切并联电容器组,单组电容器容量均为50 kvar,各处可投切电容器组数最多为10组。电容器组投入前以及有载调压变压器处于抽头额定位置时,系统有功网损为250 kW,雅可比矩阵最小奇异值为0.011 80。现在馈线末端第69节点处安装1台双馈型风电机组,即在配电网中并入分布式电源,其技术参数[9]如表1所示:风电机组额定功率为600 kW,机端额定电压为690 V,额定风速为8 m/s。
测试从两个方面进行:单目标优化和双目标优化。杂交粒子群优化算法种群数取为40,最大迭代次数取为150次,惯性权重,学习因子c1=c2=2,目标函数中偏好因子的选取参考文献[10]中仿真计算的给定值,λ1=0.7,λ2=0.3,网损优化精度为10-3,静态电压稳定裕度精度为10-5,独立运行10次,取平均值作为最终优化结果。
表2~表4为分别独立运行10次的无功优化结果,其中方式A、B分别是以系统网损、静态电压稳定裕度作为单目标的优化结果;方式C是综合考虑系统网损和静态电压稳定裕度的双目标的优化结果。表4中T表示有载调压变压器抽头的位置,括号里的数字表示相应节点投运的电容器组数。其中方式C的平均每次运行时间为489.801 9 s。
通过比较表2和表3中方式A和方式B的优化结果可以看出,风电机组投入运行时有利于减小系统的有功网损、增大系统的静态电压稳定裕度,这主要是因为风电机组并网后减少了系统中的有功流动,而风电机组从系统吸收无功功率的不利影响可通过优化无功补偿设备予以消除。从表2和表3还可以看出,方式C的系统有功网损和系统静态电压稳定裕度均不是最优的,但方式C的有功网损要优于方式B,静态电压稳定裕度又优于方式A,方式C的综合优化指标是所有方式中最好的,体现了风电机组并网后对系统有功网损和电压稳定性的改善,提高了系统运行的经济型和安全性,优化结果还表明,杂交粒子群优化算法收敛性好、精度高。
本文研究了含可再生能源分布式电源的配电网无功优化的模型,采用加权归一化方法将双目标优化函数转化为单目标处理,以杂交粒子群优化算法进行寻优,并通过仿真实例验证了所采取算法具有收敛性好、精度高的优点,以及分布式电源并网后对系统有功网损和电压稳定性的改善。
摘要：提出了基于杂交粒子群优化算法的分布式可再生能源并网的无功优化算法,从网损和静态电压稳定裕度两个角度出发,构建了含分布式发电系统的配电网无功优化的数学模型。在美国PG&E 69节点配电系统上进行效验。结果表明,该算法收敛性好、精度高;分布式电源并网后能有效降低系统的有功网损,提高电压稳定性,对分布式电源并网运行具有一定的参考价值。
关键词：电力系统,无功优化,分布式电源,杂交粒子群算法,有功网损
参考文献
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分布式发电并网 第9篇
关键词：分布式发电,静态模拟,SSHEPWM,有源逆变,功率调节
光伏、风电等分布式电源环保、灵活、可再生, 近年来在世界范围内发展迅猛。但这些分布式发电易受气象条件影响, 输出功率具有很强的随机性和不可调度性, 大规模并网后可能令公共电网难以消纳。为提高分布式发电在大电网中渗透度, 很多学者正在开展分布式发电及其与电网互联的相关研究［1］。显然, 实验室条件下的探索测试是掌握并网型分布式发电运行规律的重要环节。对于实验平台的搭建, 光伏及风电等分布式电源可选用一定功率的实际发电装置与负载、电网等其他环节组建整体的实验系统, 这样可以直接获知真实的电源数据和特性, 但是投资成本较高, 而且测试研究也要受制于气象条件、地理条件等外界因素。采用模拟的发电装置, 可在一定程度上降低实验成本, 同时提高了测试运行的灵活性, 是目前较为通行的实验研究形式［2，3］。对于风力发电机组的模拟, 一般采用可调速的电动机拖动发电机的形式, 系统组成环节较多, 成本较高; 而且对电动机的调速性能要求很高, 实现难度较大。为降低分布式电源模拟装置的复杂性和建设成本, 提高其运行的灵活性和适用性, 本文基于全数字控制的静态有源DC /AC逆变器, 设计了通用性较强的分布式电源模拟装置。采用了电流矢量闭环控制策略, 可灵活跟踪设定的功率指令; 采用了简化型特定消谐脉宽调制方法 ( simplified selective harmonicelimination PWM—SSHEPWM) , 可在保证系统动态性能的基础上, 降低或避免装置对公共电网的谐波污染。
1 并网型分布式发电模拟装置的电路结构与原理
如图1 所示, 静态并网型分布式发电模拟装置总体分为两大环节: 控制单元和功率单元。控制单元由上位机、基于DSP的逆变器控制电路两部分组成, 二者之间以MAX232 芯片为接口实现串行通信。上位机用来生成分布式电源的功率指令; DSP控制板用来实现高频脉宽调制、功率指令跟踪控制策略并输出功率器件的控制脉冲。
上位机可把已存储的分布式电源的历史数据简单处理拟合, 作为模拟装置的功率指令; 也可利用Matlab、Blade等软件产生功率指令曲线; 或者根据光伏或风力发电系统的特性通过软件编程灵活绘制功率指令曲线, 总体来说分布式电源的功率指令产生较为容易。
DC / AC逆变器的控制涉及脉宽调制方法和功率 ( 电流) 指令跟踪控制策略, 是整个静态模拟装置的关键。为减少或避免装置对电网的谐波污染, 同时保证系统有较好的动态特性, 本文采用了简化的特定消谐脉宽调制方法———SSHEPWM; 为实现对功率指令的准确快速跟踪, 采用了基于电流矢量的闭环PI调节方式。
图2 为模拟装置功率单元的电路结构, 由基于二极管和平波电容的不控整流电路、基于IGBT的电压源DC /AC逆变器两部分组成, 二者共用直流母线。整流电路用来提供基本稳定的直流电压; DC /AC逆变器通过电感及耦合变压器与公共电网连接, 在SSHEPWM脉宽调制方法、电流矢量跟踪控制策略的作用下, 根据功率指令信号, 向电网输出期望的有功功率和无功功率, 即可模拟并网型分布式电源。
2 并网型分布式发电模拟装置的控制策略
2. 1 简化型特定消谐脉宽调制SSHEPWM
脉宽调制是DC /AC变换的基础, 正弦脉宽调制SPWM是目前较为普遍的脉宽调制方法, 但采用SPWM的逆变器在调制度较低时, 其交流输出中谐波含量较高。分布式电源模拟装置输出功率波动范围较大, 意味着逆变器输出电压变化较大, 如果采用常规SPWM, 在有些功率区段, 模拟装置可能会对电网造成较为严重的谐波污染 ( THD > 5% ) 。在理论上, 特定消谐脉宽调制 ( SHEPWM) 方法可在过调制之外的任何调制度下有效消除谐波［4］; 但SHEPWM中, 基波及各次谐波电压与开关角的关系是超越非线性的, 须用牛顿迭代等数值方法求解, 如果逆变器输出需要动态调整, 则很难实现在线求解, 存在着静态性能和动态性能上的矛盾。
为充分利用SHEPWM在任意调制度下谐波抑制能力强的优点, 同时保证逆变器较好的动态性能, 本文基于R. A. Villarreal-Ortiz等学者的谐波抑制思想［5］, 采用了简化的SHEPWM脉宽调制方法———SSHEPWM。SSHEPWM可在线动态计算, 而且有较好的谐波抑制能力, 其理论基础依然为冲量定理［6］, 实现思路如下。
设逆变器期望输出幅值为Vp的正弦波, 该正弦波可由若干段矩形脉冲经低通滤波得到。先把正弦波正半周按照相位等分成N个小区段, 容易计算第n区段[βn －1βn]的面积
然后根据平面图形的质心定义, 可求取[βn －1βn]区段质心的横坐标与纵坐标为:
正弦区段[βn －1βn]可由面积同为An、幅值同为Vp的矩形脉冲[α2n －1α2n]等效, 该矩形脉冲相位中点须设定为正弦区段[βn －1βn]的质心横坐标, 也就是:
与此类似, 其余各正弦区段分别用相应矩形脉冲等效, 正弦波负半周亦是如此。上述矩形脉冲序列经滤波后可得到低次谐波含量较低的正弦波。
如果期望输出的正弦波幅值为m Vp, 矩形脉冲的前后相位分别为:
式中: m为逆变器的调制比, α2n －1、α2n就是SSHEP-WM脉冲序列中第n个脉冲的前后开关角度。图3 ( a) 是半周内有8 个开关角的正弦波的脉冲分布情况, 图3 ( b) 是等效矩形脉冲的坐标求取示意图。
作者对SSHEPWM和常规SHEPWM控制下的逆变器开关角作了大量的计算对比, 发现二者的开关角分布差异不大, 意味着SSHEPWM也有较强的谐波抑制能力。表1 为正弦波四分之一周内有12开关角、调制度为1 时, 两种调制方法下的开关角比较情况。
2. 2 DC / AC逆变器的动态数学模型与系统控制策略
为确定功率指令跟踪闭环控制的PI参数, 首先建立模拟装置的核心电路—并网逆变器的动态模型。不考虑耦合变压器的变比, 并网逆变器与电网的连接电路如图4 所示。
为实现对有功功率和无功功率的独立控制, 原始三相坐标系下的电网注入电流ia, ib, ic, 经过Clake和Park两次坐标转换可转换为分别表征有功电流和无功电流的id, iq。忽略直流母线电压和电网电压的波动, 利用开关周期法, 仅考虑各电量扰动量之间动态关系［7］, 即可得到并网逆变器的动态数学模型, 即交流小信号交流数学模型。
式中: udc、分别为直流母线电压及其扰动量, 为直流电流;分别为d、q轴上电流扰动量; Dd及Dq分别为d、q轴上静态占空比;分别为d、q轴上占空比扰动量;分别为d、q轴上电压扰动量;R、L分别各相交流通道上的电阻及电感。
根据式 ( 7) ~ 式 ( 9) , 三相逆变器的交流小信号模型的等效电路如图5 所示。
在电路可以看出, d轴和q轴电量相互耦合, 根据文献[7], 采用前馈解耦的方法, 可把图5 中的耦合项约减掉, 由此可得有功电流和无功电流与电路参数间的相互关系:
由此可以通过独立的控制占空比的d轴分量和q轴分量, 相对独立的控制逆变器注入到公共电网的有功电流 ( 功率) 和无功电流 ( 功率) 。
分布式电源模拟装置的动态电流跟踪策略如图6 所示。其中电流PI调节器的参数kp和ki可按照调节器的工程设计方法中的典型I型计算［8］。
3 实验结果
在实验室搭建了5 k W的原理样机, 功率调节电路由二极管整流模块和IGBT逆变电路组成; 控制单元由上位机和以TMS320LF2407A型DSP核心的控制电路组成。图7 是典型的实验结果。其中图7 ( a) 和图7 ( b) 是仅输出波动有功功率工况下各关键电量实测波形; 图7 ( c) 和图7 ( d) 为有功功率和无功功率同时波动工况下各关键电量实测波形。示波器图形中的通道1 ~ 4 分别为有功功率、无功功率、注入电网电流以及电网电压的实测波形。从实验结果可以看出, 本文设计的分布式电源模拟装置能快速灵活地输出波动的有功功率和无功功率, 可用来模拟并网型光伏发电或风力发电系统。
4 结论
介绍了静态并网型分布式电源模拟装置的系统组成与实现思路, 分析说明了决定装置输出特性的SSHEPWM脉宽调制方法, 推导建立了并网型逆变器的动态数学模型, 并给出基于电流矢量的闭环控制策略。实验结果表明分布式电源模拟装置可灵活快速地输出期望的有功功率和无功功率, 能反应并网型光伏或风电等分布发电系统的输出特性, 满足分布式电力系统或微网系统的实验需要。
参考文献
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分布式发电并网 第10篇
并网逆变器作为可再生能源发电系统与电网的接口[1,2,3,4],其控制性能直接影响到发电系统输出的电能质量。由于分布式发电系统不能调节公共的交流电网电压,因此,对三相并网逆变器的电流控制显得至关重要。电流控制的主要目标是保证对电流的精确跟踪,尽可能地减少瞬态跟踪的时间[5,6]。文献[7-8]采用滞环控制,控制原理简单并具有很好的动态性能,但开关频率受滞环宽度影响且不固定,滤波电路难以设计。文献[9-12]采用电流预测控制,但其控制策略是建立在对象精确的数学模型基础上,一旦对象参数发生变化,其控制性能将受到影响。由于PI调节器能够消除直流稳态误差,文献[13]采用旋转坐标系下的PI控制,但该控制策略的三相交流电流信号需首先转换到同步旋转坐标系下,同时又要将PI输出的电压信号转换到静止坐标系下执行,多次旋转坐标变换增加了控制算法实现难度。
比例谐振(PR)控制器在静止坐标系下能够对交流信号实现无静差调节,无需旋转坐标变换[14,15]。将PR控制器引入三相并网逆变器,并对该控制策略进行了实验。在电网电压不平衡时,将静止坐标系的PR控制和旋转坐标系下的PI控制进行了对比实验。实验结果表明:静止坐标系的PR控制能够实现对给定电流精确快速的跟踪,同时具有一定的抗电网电压波动的能力。
1 三相并网逆变器PR控制原理
1.1 三相并网逆变器数学模型
三相电压型并网逆变器的拓扑结构如图1所示(其中,ia、ib、ic为并网逆变器输出电流;ea、eb、ec分别为三相电网电压)。三相并网逆变器通过滤波电感L、电阻R和电网相连;直流电压为Udc。
假定三相电网电压平衡,三相并网逆变器输出电流在静止αβ坐标系下的动态方程为
其中,iα、iβ分别为三相并网逆变器输出电流在αβ坐标系下的α、β分量;uα、uβ分别为三相并网逆变器输出电压在αβ坐标系下的α、β分量;eα、eβ分别为电网电压在αβ坐标系下的α、β分量。
在dq坐标系下有功功率P和无功功率Q可以表示为
其中,ed、eq分别为电网电压在dq坐标系下的d、q分量;id、iq分别为三相并网逆变器输出电流在dq坐标系下的d、q分量。
在三相电网电压平衡条件下,采用电网电压矢量定向控制,将同步旋转dq坐标系的d轴定向于电网电压合成矢量Es方向上,q轴超前d轴90°,空间矢量图如图2所示,其中,Us为并网逆变器输出电压合成矢量,Is为并网逆变器输出电流合成矢量,UL为电感电压的合成矢量,φ为功率因数角。
由图2可得:
其中,Es为电网电压合成矢量的幅值。
结合式(2)和式(3)可得:
可见,id、iq分别与有功功率P、无功功率Q呈线性比例关系,调节id和iq就可以分别独立地控制三相并网逆变器的有功功率和无功功率。
1.2 PR控制器
PR控制器的传递函数为[14,15]
其中,kp、ki分别为比例常数和积分常数;ω0为谐振频率。
在三相并网逆变器中,若将采用矢量控制策略下的有功电流和无功电流分量转换到静止坐标系下,利用PR控制器进行控制,只需将PR控制器的谐振频率设置为电网电压的基波频率。
将PR控制器应用于三相并网逆变器,其控制策略如图3所示。
由于在采用数字实现PWM时,当前采样周期计算出的PWM在下一个采样周期才发生作用,存在时间上的延时。因此,PWM逆变单元用k/(Tss+1)替代,Ts为采样周期,k为增益。则根据三相并网逆变器的数学模型和控制策略,在静止αβ坐标下电流内环模型如图4所示。
根据图4的模型,可得:
由式(6)和式(7)可以看出:三相并网逆变器输出电流与参考电流和电网电压相关。其中iα1(iβ1)由α(β)轴电流参考值产生,而iαgrid(iβgrid)由α(β)轴电网电压扰动产生。当给定交流信号的角频率为ω0时,即s=jω0,由式(6)和式(7)可得:
从式(8)和式(9)可以看出:稳态时,PR控制器可以实现对电流给定值的无静差跟踪并具有抗电网电压扰动能力。
在实际系统中,PR控制器的实现存在以下问题:由于受模拟系统元器件参数精度和数字系统精度的限制,PR控制器不容易实现。因此在本系统中采用准PR(QPR)控制器,其控制器的传递函数为[14,15]
其中,ω0为谐振控制的谐振频率;ωc为截止频率。如果取kp=0、ki=1、ωc=5 rad/s、ω0=314 rad/s,GPR(s)和GQPR(s)的波特图如图5所示。
从图5看出,PR控制器在非基频处增益非常小,当电网电压频率发生变化时,PR控制器不能有效地抑制;相反,QPR控制器在非基频处有较高的增益,从而可以有效地抑制电网电压频率发生波动。
采用双线性变换对QPR控制器进行离散化,使:
将式(11)代入式(10)可得:
2 实验
为了验证控制策略的可行性和并网逆变器的性能,研制了基于英飞凌公司DSP芯片(XC167CI)的实验平台。在本系统中,采用电压开环(认为直流母线电压不变),系统直流母线电压通过二极管整流桥得到。电流给定值通过CAN通信由上位机给定。实验参数如下:额定功率PN=1 k W,直流母线电压Udc=300 V,电网电压相电压有效值earms=100 V,交流侧滤波电感L=0.02 H,电网基波角频率ω=2πf=314 rad/s,PWM开关周期T=200μs,死区时间tdead=3μs。按照图3的控制策略进行实验。
2.1 稳态实验
为进行功率因数为1的逆变,通过CAN通信由上位机给定电流id=8 A、iq=0。图6(a)为a相电网电压和并网逆变器输出的a相电流。
为进行无功功率补偿,通过CAN通信由上位机给定电流id=6 A、iq=-5 A。此时a相电网电压和并网逆变器输出的a相电流见图6(b)。
2.2 动态实验
开始给定电流id=4 A、iq=0,稳定运行后,由上位机通过CAN通信突给id=8 A、iq=0,图7(a)(b)为有功电流增大时并网逆变器输出的d轴、q轴电流(通过12位D/A输出),以及给定电流iα*和实际电流iα。
开始给定电流id=8 A、iq=0,稳定运行后,由上位机通过CAN通信突给id=4 A、iq=0,图7(c)(d)为有功电流减小时并网逆变器输出的d轴、q轴电流(通过12位D/A输出),给定电流iα*和实际电流iα。
2.3 电网电压不平衡实验
为了验证QPR控制器抗电网电压波动能力,对电网电压不平衡时进行了实验,并与旋转dq坐标系下PI控制进行了比较。并网逆变器旋转dq坐标系下采用电网电压定向PI控制的控制策略如图8所示。
假定a相电压幅值发生波动,a、b、c三相电网电压分别为
2种控制策略下的电流给定值为id=6 A、iq=0。图9为采用PR控制器和采用旋转坐标系PI控制器时并网逆变器输出的a相和b相电流。
2.4 实验结果分析
从图6(a)看出,电网a相电压与a相电流基本同相位,实现了功率因数为1的逆变;从图6(b)看出,并网逆变器a相电流滞后a相电压一定的角度(以图1电流方向为参考方向),实现了无功功率补偿。图6输出的电流波形正弦度良好,有很好的静态性能。
从图7(a)和图7(c)看出,在改变d轴电流时,q轴电流保持不变,实现了dq轴电流解耦控制,同时,d轴电流很快达到给定值,系统有很好的动态性能;从图7(b)和图7(d)看出,在改变电流给定iα*时,输出电流iα很快达到给定值,实现给定电流的快速精确跟踪。
对比图9(a)和图9(b)看出,当电网电压不平衡时,采用PR控制器时输出的电流波形比采用旋转坐标系下的PI控制正弦度更好,说明采用PR控制器有一定的抗电网不平衡的能力,这也是采用PR控制的优势。
3 结论
本文设计并研制了基于QPR控制的三相并网逆变器,主要特点如下:
a.采用电网电压定向和QPR控制,实现有功功率和无功功率的解耦控制;
b.系统有很好的静、动态性能;
c.与旋转坐标系的PI控制相比,在电网电压不平衡时,其性能优越。
秸秆发电并网的可行性分析 第11篇
【摘 要】目前，我国处于工业化、城镇化加速发展的阶段，电力需求持续快速增长，全国电力装机从2002年底的3.57亿千瓦增加到2014年底的13.6亿千瓦，其中化石能源发电装机容量9.1亿千瓦，占总装机容量比重为66.7%，水电、风电、核电占电力总装机的22.1%、7.0%、1.5%。相比下，我国排放的温室气体总量仍位于世界前列。随着“低碳经济”的兴起，针对全球气候变化、温室气体排放过大问题，本文结合吉林省地区实际情况，提出秸秆发电并网的思路，分析可再生能源与电网发展的可行性，并提出合理建议。
【关键词】秸秆发电、并网、可再生能源
中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2016.07.206
一、背景
综合考虑经济、社会发展、电气化水平提高等影响因素和电力作为基础产业及民生重要保障的地位，对比分析世界发达国家用电需求发展历程，借鉴国内各机构预测成果，采取多种方法进行预测，未来电力需求，2020年全国全社会用电量为7.7万亿千瓦时，人均用电量5570千瓦时，“十三五”年均增长5.5%左右，电力消费弹性系数为0.76；2030年全国全社会用电量为10.3万亿千瓦时左右，人均用电量7400千瓦时左右，2020～2030年年均增长3%左右，电力消费弹性系数为0.5左右；2050年为12～13万亿千瓦时，人均用电量9000千瓦时左右。随着人们对电力需求的日益增长，特别是全球能源互联网工程的推进，对于中国电力的需求将不仅仅局限于国内，而是全球化。为了应对世界能源资源紧张、环境污染、气候变化三大问题，推动能源结构从化石能源为主向清洁能源为主转变，大力发展太阳能、风能、核能等可再生能源。秸秆作为可再生能源，在我国具有丰富的产量，但是利用率却不高，主要在田地中都被直接焚烧，不仅浪费了资源、严重污染环境，而且破换了生态平衡。
基于以上问题，本文提出秸秆发电并网，其不仅能提高生态效益、经济效益，改善环境、减少污染物的排放，同时提高区域就业、促进经济发展。
二、 吉林电网现状
截止2010年末统计，吉林电网内发电装机总容量14905.51MW，其中接入500千伏系统机组容量3120MW，接入 220千伏系统机组容量9534.4MW，接入66千伏系统机组容量2251.11MW。火电机组共103台，装机容量12509MW，其中供热机组97台，装机容量9389MW；风电场21座，风电机组1704台，装机容量2157.81MW；水电机组19台，装机容量141.7兆瓦；其他发电机组6台，装机容量97兆瓦。220千伏变电站71座，变电容量1511.3万千伏安，线路长度8708.17公里；66千伏（含农网）变电站711座，变电容量1467.77万千伏安，线路长度15031.36公里。由统计表明，吉林省电网主要以火电为主，风电和水电为辅。
三、吉林省地区秸秆资源现状
（一）秸秆资源利用情况
吉林玉米种植面积210万公顷，可利用玉米秸秆 3000万吨，平均一个县（市）60万吨左右，综合加工利用潜力巨大。吉林省各级政府十分重视玉米秸秆能源化利用，在十二五发展规划中，把秸秆综合利用作为重点支持领域，成立了14家产学研单位组成的吉林玉米秸秆利用产业联盟，推进吉林玉米秸秆资源综合加工利用。目前，玉米秸秆产业初具规模，年炼制秸秆30万吨，年生产总溶剂4万吨（包括丁醇、丙酮、乙醇等）。但目前由于综合利用不够，有很大一部分秸秆在田间被直接焚烧及废弃，部分用于柴灶、堆肥及牲畜饲料，还有少部分用于生物秸秆发电、秸秆燃料及粉碎还田。
（二）目前存在的问题
生物质能源与石化能源相比，资源密度低且分散，收集半径大，交易成本高，这是秸杆处理加工利用不够的主要原因。具体问题有如下几个方面：
1.供求关系不对称，收购价格高，利润点低。
2.分散的收购方式抬高成本。
3.农户觉得秸杆利用效益低。
4.秸秆利用企业效益不高，收购半径大，吃不饱。
四、吉林地区秸秆发电技术现状
截止2014年5月，据吉林省政府发展中心统计，我省现有生物秸秆电厂5家，集中在辽源、双阳、榆树、农安、公主岭等玉米主产区，总装机容量12.2万千瓦。秸秆发电有三种发电方式：直燃发电、混燃发电和气化后发电。？目前，我省主要以直接燃烧发电方式为主。直接燃烧秸秆发电要求秸秆生物质资源集中，数量大，收集、储运方便。吉林省具有秸秆发电的资源优势，秸秆直接利用在生活燃料的比例在不断下降，秸秆发电应用比例在不断增加。
五、秸秆发电并网对电网的影响
秸秆直燃发电技术简单，生产过程无污染，能实现二氧化碳零排放，比较具有发展潜力，但是由于可供秸秆资源有限以及鍋炉燃烧技术不成熟，因此生物质能发电机组长期运行不可控性大、非计划停机检修次数较多，秸秆发电并网不仅一定程度上降低了电网运行的可靠性，而且对调度人员在运行方式安排和网供负荷预测方面造成一定的困难。
六、秸秆发电和电网和谐发展的建议
秸秆发电具有显著的社会效益和经济效益，但是秸秆发电并网对地区电网供电可靠性、调度运行、网供负荷预测、电能质量和电网稳定性带来了很多负面影响。结合吉林地区实际情况，对可再生能源与电网的和谐发展提出以下建议：
1.明确责任，加大政府支持力度。需要政府的介入，提供资金支持、政策支持、引导资源的整合，推动秸秆发电企业的发展，推动农民对秸秆资源的集中意识，加强监督管理、制定扶持政策、规范行业发展、完善技术保障、建设收储运体系、做好宣传推广。
2.控制可再生能源机组接入电网的容量，提高电网供电可靠性。
3.总结生物质锅炉运行经验，提高锅炉燃烧技术。
4.加强可再生能源机组的建模工作，对电网大量接入可再生能源发电机组后的运行性能进行深入研究。
七、结束语
分布式发电并网 第12篇
1 我国分布式光伏发电并网技术的发展
可再生能源的应用是我国可持续发展战略当中的重要组成, 光伏、风能、水利等均包含其中, 其中我国对于风能、水利发电的发展时间较早, 而光伏发电技术的研究仍处于起步状态。截止2015年底, 我国利用光伏发电获得的总电能超过了2000万k W, 其中分布式光伏发电总量占据了近50%的比例, 分散式并网接入点的增加, 使得分布式光伏发电能够发挥的作用越来越大。同时, 我国还对分布式光伏发电并网后的营销价格进行了规定, 要求在2011年建设的光伏发电并网后除西藏外均为1元/k W·h, 西藏为1.15元/k W·h, 而在2011年之后建设的则统一为1.15元/k W·h[1]。从中可以看出, 我国分布式光伏发电并网后电价标准制度的发展相对落后, 未公布符合当前电能发展的最新定价, 严重影响了该类电能的销售工作。
2 分布式光伏发电并网设计方案
在方案确定中, 需要我们根据光伏发电的接入电压等级、接入点位置以及运营模式等确定并网工作的设计方案。对于最为常见的小型光伏电站来说, 目前主要具有以下两种并网方式:
(1) 接入公共电网。对于这种方案来说, 其较为适合应用在统购统销模式的光伏发电工作中。其中, 电网线路以及配电箱作为电网的公共连接点, 并将产权分界点以及并网点设置在同一点位。在这种并网方案中, 具有多点接入以及单点接入这两种情况, 不仅计量较为简单, 而且非常便于我们对其进行调度以及维护。
(2) 接入用户电网。对于这种方案来说, 其更适合应用在自发自用模式以及合同能源管理模式中, 且同样将线路以及配电箱作为电网接入点, 而产权分界点同并网点则不会设置在同一个电位处。同时, 这种模式会在每个建筑的屋顶光伏电源作为单个单元, 之后再进入到楼内电压用户配电箱之中, 即将每个建筑中的配电箱低压入口作为电网的并网点, 并在进入低压入口之后通过低压线路的输送将电量传输到了周围的电网之中。
3 分布式光伏发电并网对电力营销体系的影响
分布式光伏发电是通过个人或政府出资修建分散性的太阳能发电设备, 从而生产一定量的电能, 电能中的部分用于投资建设者自身使用, 而剩余部分则采用并网的方式输送到配电网当中, 由电力企业进行销售。这种方式虽然大幅度提升了光能的利用率, 并且灵活性较强, 但由于在我国发展时间较短, 因此其营销体系还不够完善。 (1) 分布式发电的特征是自用和入网销售均有, 按照自用量为发电总量的20%计算, 则总发电量将减少1亿k W·h左右, 也就造成了电力销售额度上千万的波动。 (2) 分布式光伏发电并网是需要经过审批后才能建设, 当前国内对于审批的具体流程和时间问题还没有进行严格的规定, 导致某一区域内光伏发电量统计速度缓慢, 营销过程中就无法将还未通过审批的发电量考虑在内, 导致营销体系环节缺失。 (3) 该部分营销体系下的管理模式还不够完善, 同时销售人员也未完全适应管理模式的要求。很多员工受到自身素质的限制, 使得其对于分布式光伏发电不够了解, 销售渠道也就无法进一步扩展, 另外在维护销售客户过程中也不能达到其预期的要求, 制约了营销体系的建设效率[2]。 (4) 对地区内分布式光伏发电并网情况缺乏有效的调研, 由于其分散分布性较强, 如果调研工作不完全, 则会导致部分区域销售呈供不应求的状态, 而部分地区则出现空闲, 导致销售空间分布不合理。
4 分布式光伏发电并网在电力营销体系建设中的应用
4.1 完善营销体系下的管理模式
无规矩不成方圆, 分布式光伏发电并网引入整个电力营销体系当中也需要进一步完善相关的管理模式。其不仅需要增加针对于分布式光伏发电并网节点的管理方法, 而且还要配置专业的人员开展巡检工作。分布式光伏发电并网节点数量较大, 而且其分散性非常明显, 就需要电力企业加强对这方面的管理, 在每一个并网节点上均需要安装配电网内的监控装置, 以便配电站可以实时监控光伏发电设备的运行情况和发电量, 并将其汇报到分属的电力企业, 为销售人员提供更加准确的数据支持。在日常线路巡检时, 还需要委派专门人员对这些节点的设备和线路进行检查, 并与发电企业自己的检查报告进行对比, 保证分布式光伏发电设备运行稳定。
4.2 优化分布式光伏发电并网流程
以往我国各地区分布式光伏发电并网流程存在一定的差异, 主要是各地区发电量和技术发展存在一定的差异, 同时地方电力企业对分布式光伏发电并网的支持力度也不仅相同。部分地区内的并网流程过于复杂, 而且时间较长, 导致了整体营销工作无法获得准确的数据, 对地区光伏发电的电能分配不够均匀。因此需要进行优化改革, 具体如图1所示。
应该规定每一个申请流程的具体办理时限, 整体办理时间不得超过60个工作日, 并且必须包括现场踏勘、配网设备安装、电能计量表安装、并网合同书签订等主要步骤, 不允许个人擅自安装分布式光伏发电设备[3]。
4.3 培养专业性营销人员
传统的电力营销人员对于分布式光伏发电的了解程度不高, 这主要与政府和电力企业内部宣传力度不足有关, 很多销售人员都不会尝试学习这种新模式的营销方法。因此, 电力企业应该主动地改变营销人员的认知, 并培养其对光伏发电电能的营销技巧。同时, 在管理制度当中应该制定针对于该电能营销人员的奖惩制度, 使工作人员具有相关专业知识, 能够进一步扩大对外营销渠道, 了解准客户资源情况, 从而准确把控对光伏发电电能的销售策略。
4.4 制定灵活化价格体系
由于分布式光伏发电并网具有灵活性强和分散性大的特点, 如仍沿用2011年所制定的统一定价方式, 则必然会增加光伏电能营销的阻力。因为国内各地区光照时间有着明显的差异, 相比于资源消耗, 应针对光照资源的稀缺性, 适当地调整光伏电能的定价, 这样可以鼓励更多的人参与到建设分布式光伏发电设备的队伍当中。另外, 对于经济发展较发达的地区, 也可以采取阶梯式定价的方法[4]。
5 结语
分布式光伏发电并网对于电力营销体系的影响非常大, 其能够推动其体系的改革, 使其更加符合未来的发展趋势, 并且使国内可再生资源发电技术和市场得到进一步的扩展。
参考文献
[1]王加君.分布式并网光伏发电在应用中存在的问题分析[J].中国科技纵横, 2014 (14) :199.
[2]李晓, 邓家杰.浅谈分布式光伏发电并网技术的应用及其展望[J].华东科技:学术版, 2015 (10) :233.
[3]毛涛涛.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].工业, 2015 (39) :90.
