光伏并网对配电网电压和网损的影响分析 最终版
浅析配电网中高次谐波对电力设备的影响
浅析配电网中高次谐波对电力设备的影响 本文对谐波的产生、谐波源的分类作了简述，进而分析了谐波对配电网电气设备造成的危害，昀后提出了抑制谐波的方法。标签：配网;谐波;抑制 引言 在现代的配电网中.可控和不可控整流元件的大量增加，将导致网络中非线性负荷的大量增加，它们所产生的大量高次谐波被注入电网，致使电力系统的电压和电流波形发生严重畸变，对电力系统的一、二次设备将造成了不良的影响：因此，谐波的这种“污染”，是电力配网的一种公害，故应设法予以抑制。 1谐波产生的原因产生谐波的原因 在交流发电机里，定子、转子间气隙中磁感应强度的分布。总会由于齿、槽的影响以及气隙不可能绝对均刀而导致各相电势波形虽然对称，却是非正弦波形，三相电势中含有奇次谐波。 即使电源电势是正弦波，但是电力线路上的许多用电设备（如非线性设备），也能产生谐波电流，谐波电流通过电力线路回流到电力电源中。 作用在同一线路中的数个正弦电势，如果它们的频率各不相同，那么电路中的电流将是各个不同频率电流分量的迭加，同样会产生谐波电流。 2配电网中的谐波源 从谐波源的性质上，可分为下列两类：第一类为恒压谐波源，它的特点是其谐波电压与外接阻抗无关。例如，电力系统中的发电机所产生的谐波电势只取决于发电机本身的结构和工作情况。第二类为恒流谐波源，它的特点是其谐波含量与电力系统的参数无关，主要取决于它本身的参数和工作情况，配电网中非线性用电设备则是这种谐波源的典型代表。在配电网中，第一类谐波源产生的谐波量较小：第二类谐波源产生的谐波是大量的。 从产生谐波的规律上.谐波源可分成下列三种：①稳态谐波源这种谐波源的特点是注入网络中的谐波电流，当网络中的感性和容性负荷不变时，其谐波幅值也不变，例如，网络中的发电机、变压器、电动机、可控和不可控整流设备等，都属于这种谐波源。②动态谐波源这种谐波源的特点是随负荷的变化而剧烈变化，如大容量的冲击负荷、电气机车的换流设备、大型电弧炉等，都属于这种谐波源。③暂态谐波源这种谐波源的特点是稳态运行时不会向系统注入高次谐波，仅在过渡过程中产生暂態性谐波电流，其持续时间为数毫秒到几十毫秒。如变压器在空载投入时产生的励磁涌流、电容器的合闸涌流中均含有2、3、4次高次谐波电流，这种谐波电流往往引起电力系统谐振和过电压。
分布式能源并网对配电网的影响
分布式能源并网对配电网的影响 摘要：客观地说，分布式能源并网配电网有着多方面的影响，这些影响既涵盖 了降低电网的损坏度、增强供电的可靠性等有益影响，同时也包括了电能质量降 低等负面影响。文章以分布式能源为论点，就分布式发电优势做了分析，并阐述 了其对配电网的影响，以期能够给为相关人员提供一些新的参考。 关键词：分布式能源；发电优势；配电网影响 如今，经济发展日新月异，以往集中式的功能方式已经无法与社会高速化发 展需求相匹配。而分布式能源作为当前较为时兴的供能方式，能够对电网形成有 效的补充。加强分布式能源配电的运用，不管是对电能利用率的提升，还是对电 能损耗的减少，亦或是对资源保护均有着巨大的现实意义。最近几年，个人与企 业用电随机性高、乡村与城市用电差距大、供电污染严重以及电能资源损耗较大 等问题严重制约了我国供电模式的良好运行。故此，我们也要正确认知分布式发 电的优势所在，清楚其并网对配电网的诸多影响，并以此为基点做好电网规划， 从而为我国发电与供电模式的革新奠定良好基础。 一、分布式发电的优势所在 相较于集中式发电而言，分布式发电有着诸多优势。首先，分布式发电属于 分散式和小型式的发电单元，它常常处在配电网以及负荷的周围。同时，分布式 发电的功率能够达到几千瓦甚至百兆瓦之多。现阶段最为常见的分布式发电类型 较多，主要有生物质能发电、风力发电、光热发电、光伏发电地热发电以及利用 气体或者液体为主要燃料的微型活力发电等类型。以往集中式供电模式并非直接 面向用户，而分布式发电则改变了这一弊端，其供电过程是以用户的实际需求为 基点，有力地降低了运输电能的成本，同时也使得供电损耗得到极大程度的降低。而且在该种供电模式下，用电的安全性也得到了良好保障。其次，经过一定程度 整合与优化的分布式电网系统，能够实现电能利用率提升等多个功能目标。以往 的电力系统对于技术有着较高的要求，而且安全性能较低，常常引发诸如大规模 停电等情况，而这对于城市而言，无疑会产生各种负面效应，影响城市居民的生 活以及城市经济的发展。而且，传统供电模式由于距离较远，所以电能损耗是常 有的事情，这种情况会在用电高峰期给用户带来很多不便。另外，以往的发电模 式较为粗放，影响着地区生态环境的绿色化发展。中低压电力配送是分布式发电 的主要应用方向，这也使得其在末端配电系统中有着极高的灵活性，有力地消减 了以往配电只送不分的不足。再者，在冷热电联产中的有效运用是分布式发电的 关键优势，冷热电联产指的是连接和转换供热、制冷以及发电的过程。对于供热 与制冷而言，远距离输送是极为困难的，即使拥有专门的通道，也常常会面临效 益低下的现实。考虑到城市发展以及规划等方面需求，大型发电场周边的热用户 以及冷用户需求较少，这也使得冷热联产无法得到良好落实，使得相应的资源无 法的良好利用。而分布式发电具备较强的开放性特征，化被动输送为主动输出， 满足用户的相关需求，实现能源损耗的降低。 二、分布式能源并网对配电网的影响 （一）电能质量方面 首先，分布式能源并网常常受气候、政策、市场以及需求影响，故此其在启 动或者停运中常常会发生波动现象，而且经常性的投退会徒增电压调整难度，引 发配电网潮流变化。其次，分布式能源并网将会用到很多的电子设备与技术，故 此会产生谐波污染现象，而且如果其没有运用无隔离变压器的化，很容是产生直
(完整版)分布式光伏电源接入对配电网系统的影响
近年来，中国的光伏产业发展迅速，并将在未来的电力供应中扮演重要的角色。随着越来越多的分布式光伏电源接入到配电网系统中，对传统的配电网络提出了新的挑战。分布式光伏电源和配电网之间的交互影响，包括光伏电源对配电网的影响和配电网对光伏电源的影响两方面。 本文将重点阐述分布式光伏电源接入后对配电网的影响。光伏电源对配电网的影响包含：对电压的影响（升高接入点电压、引起电压波动）、对短路电流的贡献、非正常孤岛、注入电流谐波、注入直流分量、对配电网络设计、规划和营运的影响、提供辅助功能。下面将从这几个方面对配电网络的影响进行详细讨论。 1 对电压的影响 集中供电的配电网一般呈辐射状。稳态运行状态下，电压沿馈线潮流方向逐渐降低。接入光伏电源后，由于馈线上的传输功率减少，使沿馈线各负荷节点处的电压被抬高，可能导致一些负荷节点的电压偏移超标，其电压被抬高多少与接入光伏电源的位置及总容量大小密切相关。通常情况下，可通过在中低压配电网络中设置有载调压变压器和电压调节器等调压设备，将负荷节点的电压偏移控制在符合规定的范围内。对于配电网的电压调整，合理设置光伏电源的运行方式很重要。在午间阳光充足时，光伏电源出力通常较大，若线路轻载，光伏电源将明显抬高接入点的电压。如果接入点是在馈电线路的末端，接入点的电压很可能会越过上限，这时必须合理设置光伏电源的运行方式，如规定光伏电源必须参与调压，吸收线路中多余的无功。在夜间重负荷时间段，光伏电源通常无出力，但仍可提供无功出力，改善线路的电压质量。光伏电源对电压的影响还体现在可能造成电压的波动和闪变。由于光伏电源的出力随入射的太阳辐照度而变，可能会造成局部配电线路的电压波动和闪变，若跟负荷改变叠加在一起，将会引起更大的电压波动和闪变。虽然目前实际运行的光伏电源并没引起显著的电压波动和闪变，但当大量并网光伏电源接入时，对接入位置和容量进行合理的规划依然很重要。 2 对短路电流的贡献 通常认为在配电网络侧发生短路时，接入到配电网络中的光伏电源对短路电流贡献不大，稳态短路电流一般只比光伏电源额定输出电流大10%~20% ，短路瞬间的电流峰值跟光伏电源逆变器自身的储能元件和输出控制性能有关。在配电网络中，短路保护一般采用过流保护加熔断保护。对于高渗透率的光伏电源，馈电线路上发生短路故障时，可能由于光伏电源提供绝大部分的短路电流而导致馈电线路无法检测出短路故障。1999 年，IEA-PVPS-Task-5[ 4 ]（国际能源署中的光伏技术工作组）在日本曾用4 个不同厂家控制电流注入的逆变器连接到一个配电网上的柱式变压器，然后在变压器另一侧进行短路试验。试验表明，短路电流上升不超过故障前的2 倍，1~2 个周波就隔离了故障。此外，日本还对一个200 kWp 的光伏电源系统进行短路试验，研究发现：短路电流经过变压器后，电流变小，变压器过流保护不动作。2003 年，美国的NERL[ 5 ]（美国可再生能源国家实验室）曾做过关于分布式发电与配电网络之间的交互影响的研究。采用以逆变器方式接入的分布式电源，仿真原型建立在13.2 kV的中压配电网络上，分布式电源的容量是5 MW，研究重点是熔断保护特性。结果表明，当发生单相和三相故障时，以逆变器方式接入的分布式电源对短路电流的贡献很小，短路电流主要来自主网，甚至比5 MW 感应电机提供的短路电流还要小的多。因此，可以得出以控制电流注入的光伏电源逆变器对短路电流贡献不大的结论。 3 非正常孤岛 随着在配电网络中有越来越多的分布式电源接入，出现非正常孤岛的可能性也越来越大，IEC[6]在1998 年曾用“故障树理论”分析非正常孤岛发生后发生触电的可能性。在考虑光伏电源渗透率达6 倍夜间负荷的极端情形下，发现非正常孤岛导致触电的可能性很小，
分布式光伏并网对配电网的影响及解决措施探讨 夏继平
分布式光伏并网对配电网的影响及解决措施探讨夏继平 发表时间：2017-12-01T14:31:22.430Z 来源：《基层建设》2017年第25期作者：夏继平[导读] 摘要：经济的发展离不开能源的支持，而石化能源是目前能源应用的主流，粗放的开采和使用对环境造成了严重的污染，人类的生活环境日益遭到破坏，同时也制约了经济可持续发展。 国网江苏省电力公司如皋市供电公司 226500 摘要：经济的发展离不开能源的支持，而石化能源是目前能源应用的主流，粗放的开采和使用对环境造成了严重的污染，人类的生活环境日益遭到破坏，同时也制约了经济可持续发展。因此，人们急需新型的无污染能源实现经济的可持续发展，太阳能作为一种无污染，并且可再生的资源，是当前能源短缺背景下化石燃料最佳的替代品。光伏发电是目前光能的主要利用形式，随着光伏发电技术的不断发 展，光伏技术逐渐在世界上取得了广泛的应用，规模越来越大，对经济的发展起到了不容忽视的作用。 关键词：分布式光伏并网；配电网；影响；解决措施 1分布式电源的发展概述从现阶段全世界范围内分布式电源的发展情况来看，光伏发电有着广阔的发展空间。这是因为世界范围内出现了严重的能源危机以及电力危机，故而集中发电已经造成电力系统严重不足的现象，其无法满足电力供应要求以及电力供应质量，所以，分布式光伏并网系统出现。所谓的分布式电源，实则就是在用户的附近，进行发电，从而使得电能可以就地利用。并且，以10kV及其以下的电压接入到电网当中，其中主要表现为对能源的综合利用。大电网系统以及分布式电源系统的相互结合，构成了现阶段我国电力应用的现状，也是未来我国电力系统发展以及智能电网建立和完善的主要发展方向。 2分布式光伏并网对配电网的具体影响 2.1对电能质量产生影响 分布式光伏发电并网，其注入功率改变了稳态的电压水平，带来了电压、电流的波形畸变。对配电网电能质量的影响主要体现在以下几方面：（1）谐波畸变：分布式光伏发电采用电力电子换流器，对配电网不可避免地引入了谐波电流，同时导致系统的电压畸变。其影响程度取决于电力电子换流器的配置和技术。而分布式光伏发电中的电抗和配电网的电容很容易引起谐振，放大谐波畸变。（2）电压波动和闪变：分布式光伏发电受限于太阳辐射、客观环境温度等，其输出的功率受到天气条件的影响，具有一定的波动性。功率的变化容易引起电力系统的电压波动，从而导致闪变。（3）改变潮流方向：配电网的电压分布也受到了分布式光伏发电的接入位置和容量的影响。当其容量越大，输入功率越高，在其接入的馈线的节点电压上升越高，容易导致潮流倒向，在其接入点造成配电系统的电压极大值。 2.2对电网运行控制产生影响 分布式光伏并网系统还会对配电网的正常运行产生较为严重的影响。这是因为大规模的光伏并网发电，可以有效对太阳能进行利用。但是往往光伏发电也会因为太阳强度的不同、环境差异以及温度变化等众多原因，造成并网之后功率出现严重的变动，存在一定的不确定性。许多用户在使用光伏发电系统之后，会使得相关的电力人员更加难以对电网的实际负荷情况进行掌控，进而在进行系统调度以及整体计划的时候，易出现问题。除此之外，分布式光伏并网发电系统在接入公共电网之后，往往也会造成配电网当中的电源点数量有所增加。而电源点因为过于分散，所以单点规模相对较小，这也为后续电源协调控制带来了很大的困难。传统的常规调动并不能够满足当前的用电要求，尤其在用电高峰阶段，会直接对电压的稳定性、安全性带来很大隐患，确实增大了电网运行的控制难度。 2.3孤岛效应影响 若电力线路出现故障，或是因为需要停电进行维修而导致断电时，各个用户端分布式光伏电源便可能同附近负载形成电力公司无法控制的供电孤岛，即孤岛效应。伴随着分布式光伏并网系统应用范围的持续扩大，形成孤岛效应的几率也随之增加。孤岛效应的形成往往对用户正常用电以及配电网形成如下负面影响：第一，存在孤岛效应的区域，无论是供电电压还是供电频率，均不稳定。第二，供电恢复过程中，由于相位之间不同步，有可能导致电网受到冲击。第三，光伏供电系统出现孤岛现象之后，则用原有配电网之间相互分离。如果原供电模式为单相供电模式，便有可能使配电网发生三相负荷不对称的问题，进而降低其余用户的用电整体质量。第四，当配电网切换至孤岛方式，仅仅依靠光伏发电系统供应电能，若该供电系统当中部分并未安设储能构件或是储能元件容量不足，均有可能令用户的负荷出现电压不稳定或是闪变的问题。如图1所示，分布式光伏发电系统通过断路器QF2并入配网，当配电网发生故障保护动作时断开断路器QF1，但对应的分布式光伏发电系统断路器QF2未能及时作出反应而快速断开，造成未能及时和系统隔离，从而形成了孤岛，不利于电网的安全运行。如仍可向部分线路供电，从而造成人身安全问题；若孤岛不具备调节功能，则会导致频率和电压失去参考而波动，损害用电设备；当在消除故障恢复供电时，孤岛作为有源系统并网，存在非同期合闸的可能，会导致合闸失败。 图1孤岛效应原理图 3解决措施 3.1加强自动化策略改善措施 配网自动化主要依据对电流在电网的分布情况来分析出现的故障。如何解决接入分布式光伏发电的故障检测问题是目前需要解决的主要问题。加强配网自动化需要做到以下几点:(1)做好通信系统建设，提升配电网自动化效率。(2)健全运营管理体制，确保配网自动化运营更加规范化。(3)做好馈线自动化。让配网自动化系统处于最佳的运行状态。(4)可采用重合闸与分布式光伏脱网特性配合法或给予方向元件故障定位法等更为完善的策略方法。 3.2确保检修安全对策
浅谈配电网分布式谐波治理研究
浅谈配电网分布式谐波治理研究 发表时间：2019-03-29T15:46:30.637Z 来源：《电力设备》2018年第30期作者：林兵 [导读] 摘要：针对大型变电站以及厂矿企业配电网等在滤除谐波的同时进行无功功率补偿的工程要求，开发应用大功率混合有源滤波器进行谐波治理，动态地补偿无功和谐波抑制以提高电能质量成为配电网谐波治理方面研究的重要课题。 （连云港碱业有限公司江苏连云港 222042） 摘要：针对大型变电站以及厂矿企业配电网等在滤除谐波的同时进行无功功率补偿的工程要求，开发应用大功率混合有源滤波器进行谐波治理，动态地补偿无功和谐波抑制以提高电能质量成为配电网谐波治理方面研究的重要课题。 关键词：配电网；谐波；分析；危害；治理 1 前言 随着工业技术的发展，电力系统中非线性负荷大量增加，相应的各种非线性和时变性电子装置得以广泛应用，带来了配电网中电流和电压波形的严重失真，从而取代了传统的变压器等铁磁材料的非线性引起的谐波，成为最主要的谐波源，其负面效应是电能质量的下降，同时严重影响着供、用电设备的安全经济运行，使供电和用电企业造成了巨大的经济损失，应用现代技术对谐波进行经济、有效地补偿是目前急待解决的重要问题之一。消除谐波的方法是加装滤波装置，而有源电力滤波器由于具有高度可控性和快速响应性，能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，因而受到广泛的重视，成为目前国内外供电系统谐波抑制研究的热点，有源电力滤波器作为抑制电网谐波、补偿供电系统无功功率的新型电力电子装置得到快速发展，其中并联型有源电力滤波器的使用最为广泛。本课题通过开发应用大功率混合有源滤波器在大型铝型材厂的配电网谐波治理中的应用，动态的补偿无功和谐波抑制来提高电能质量。 2 谐波具有的特征及其测度 一个周期电气量的正弦波分量被称作为谐波，这种波的频率为基波频率的整数倍。在经过理论分析后发现配电网的谐波主要是由非线性负荷引起的，非线性负荷所吸收的电流值与加载的端电压值呈现非线性的特征。这种形式的负荷产生的电流为非正弦波，同时还会造成电压出现波形畸变的现象。这种具有周期性的畸变波由傅立叶级数分解后会产生一些大量基频的分量，这些分量就被命名为谐波。 非线性负荷在产生基频整次谐波的同时还能够有比基频更低的次谐波，以及比基波高的非整数倍数的谐波。要对供电质量进行完善就必须对存在的谐波展开治理，在此之前，必须对谐波的类型有清楚的认识，较为常见的谐波有准稳态、波动、快速变化和间谐波等4种类型。由于波在变化过程中其随机性较大，想做到对其进行精准的变化量值分析较为困难，在通常情况下是通过运用数理统计的方式来对其实施测度的。 对某一区域或是全网的谐波进行测度较单点的测度更为复杂和困难，主要是要能够准确定位出谐波源以及采用何种测度模型进行测量。在定位谐波源时通常运用功率方向技术与瞬时负荷参数分割技术。分析谐波的模型包括非线性时域仿真模型、线性与非线性频率分析模型等3种。它们都是对配网电路进行线性化修正，而在具体的修正模拟中采取了不同的技术手段。 3 配电网中的谐波源 3.1 发电机产生的谐波 严格意义上讲，电力网络的每个环节，包括发电、输电、配电、用电都可能产生谐波，其中产生谐波最多位于用电环节上。发电机是由三相绕组组成的，理论上讲，发电机三相绕组必须完全对称，发电机内的铁心也必须完全均匀一致，才不致造成谐波的产生，但受工艺、环境以及制作技术等方面的限制，发电机总会产生少量的谐波。输电和配电系统中存在大量的电力变压器。因变压器内铁心饱和，磁化曲线的非线特性以及额定工作磁密位于磁化曲线近饱和段上等诸多因素，致使磁化电流呈尖顶形，内含大量奇次谐波。变压器铁心饱和度越高，其工作点偏离线性就越远，产生的谐波电流就越大，严重时三次谐波电流可达额定电流的5%。 3.2 整流设备产生的谐波 用电环节谐波源更多，晶闸管式整流设备、变频装置、充气电光源以及家用电器，都能产生一定量的谐波。晶闸管整流技术在电力机车、充电装置、开关电源等很多方面被普遍采用。它采用移相原理，从电网吸收的是半周正弦波，而留给电网剩下的半周正弦波，这种半周正弦波分解后能产生大量的谐波。有统计表明，整流设备所产生的谐波占整个谐波的近 40%，是最大的谐波源。 3.3 变频器产生的谐波 变频原理常用于水泵、风机等设备中，变频一般分为两类：交―直―交变频器和交―交变频器。前者将 380V 50Hz 工频电源经三相桥式可控硅整流，变成直流电压信号，滤波后由大功率晶体开关元件逆变成可变频率的交流信号。后者将固定频率的交流电直接转换成相数一致但频率可调的交流电。两者均采用相位控制技术，所以在变换后会产生含复杂成分（整次或分次）的谐波。因变频装置一般具有较大功率，所以也会对电网造成严重的谐波污染。充气电光源和家用电器更是常见的谐波源，如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯应用气体放电原理发光，其伏安特性具有明显的非线性特征。计算机、电视机、录像机、调光灯具、调温炊具、微波炉等家用电器，因内置调压整流元件，会对电网产生高次奇谐波；电风扇、洗衣机、空调器含小功率电动机，也会产生一定量的谐波。这类设备功率虽小，但数量多，也是电网谐波源中不可忽视的因素。 4 谐波在配网中的危害 谐波对于配电系统的影响，表现在对线路上所配置的保护及测量设备的影响。因这些设备一般采用电磁式继电器、感应继电器元件，容易接受谐波干扰而误动和拒动，系统中存在的不明原因的误动和拒动，与谐波不无关系。所以谐波超标，会严重威胁配电系统的安全稳定运行。 此外，谐波会通过静电感应、电磁感应以及传导等多种方式耦合进通讯系统，影响它们的正常运行。对于人体，谐波会刺激人体细胞，使正常的细胞膜电位发生快速波动或可逆的翻转，当这种波动或翻转频率接近谐波频率时，会影响人体大脑与心脏。 5 谐波的治理措施 5.1 加强标准和相应规范的宣传贯彻。IEC 6100以及国标GB/T 14549-1993，对于谐波定义、测量等进行了宣传，明确谐波治理是一项互惠互利、节能增效，是保证电网和设备安全稳定运行的举措。 5.2 主管部门对所辖电网进行系统分析，正确测量，以确定谐波源位置和产生的原因，为谐波治理准备充分的原始材料；在谐波产生
论分布式光伏并网对配电网的影响
论分布式光伏并网对配电网的影响 发表时间：2019-01-23T13:36:04.683Z 来源：《河南电力》2018年16期作者：任琦 [导读] 近年来，随着科技的不断创新，电网的发展十分迅速。电网运行需要以能源为基础，并将其转化为电能，以满足人们对电力的需求任琦 （国网辽阳供电公司 111000） 摘要：近年来，随着科技的不断创新，电网的发展十分迅速。电网运行需要以能源为基础，并将其转化为电能，以满足人们对电力的需求。而在前期进行能源消耗中多数是通过煤炭资源转化成电能，虽然可以满足人们的供电需求，但这种能源消耗对环境造成的污染很大，且能源利用率较低。分布式光伏并网作为一种清洁能源供电方式，其在电力供电方面的应用范围越来越广。基于此，本文针对分布式光伏并网对配电网的影响进行了分析与探讨，以供参考。 关键词：分布式光伏并网；配电网；影响 伴随着社会经济的发展，人们的生活得到了极大的改善，我国电力行业得到了长足的进步，供电的需求量也逐渐增大。我国能源短缺，环境也遭到了较大的破坏。因此，要推广清洁能源的使用。在配电网中，很多分布式光伏电源接入其中，给传统的配电网络带来了极大的冲击。下文主要针对分布式光伏并网对配电网的影响进行分析。 1分布式光伏发电的基本原理 1.1分布式光伏发电的概念 太阳能是一种分布广泛的清洁能源，分布式光伏发电通过对太阳能的有效利用，可以有效降低化石能源，具有广阔发展前景。太阳能发电有两种方式：①光-热-电方式。②光-电方式。前者效率低、成本高，一般不采用。后者就是我们所说的光伏发电，即利用光生伏特效应将光能直接变为电能的技术。分布式光伏发电是指位于用户附近，所发电能就地利用，以10kV及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过6MW的光伏发电项目。 1.2分布式光伏发电系统的组成 ①光伏阵列。光伏发电主要依赖的器件是半导体光电二极管，单个光电二极管输出功率非常小，而多个光电二极管串并联则可输出较大功率，即形成光伏阵列，输出电流，是光伏发电系统的核心部件。②直流汇流箱。保证光伏组件有序连接，减少光伏阵列与逆变器之间的连线，内含直流熔断器和断路器等结构，除了具有防雷功能外，还具有汇流箱失效报警，数据采集功能。③直流配电柜。把光伏发电电能分配下级不同站点的配电设备，对负荷提供保护和监控。④并网逆变器。将光伏发电产生的直流电能转变为交流电能，分为集中逆变器和组串逆变器。⑤交流配电柜。统称为交流动力配电中心，是配电系统的末端单元，是分散的小容量配电设备。⑥监控系统。主要是指对光伏发电运营情况进行数据采集、数据整理与数据应用的跟踪、考核、调剂系统。 1.3分布式光伏发电并网 配电网结构呈辐射状是一种“大电网、高电压”式的发电网络，分布式光伏发电并网后，结构从原有形态变成现在的多电源网络。按照《分布式电源接入电网技术规定》，接入原则为：就地开发，灵活接入，保障电源并入电网后能可以安全高效地进行电力输送；电压等级的标准为：大型光伏电站（400～6000KW）接入10KV公用电网，中型光伏电站（8～400KW）以T接方式接入380V公用电网，小型分布式电源（8KW及以下）总容不能高于上级供电区域最大负荷的1/4。并网电压等级还应考虑电网条件，高低两级电压都符合并网标准时优先考虑低电压等级并网。 2分布式光伏并网对配电网的影响 2.1对电能质量的影响 在电网中，光伏电源的渗透率逐渐提高，光伏并网会影响到传统的电力系统，但是在改善电能质量中，依旧会有诸多优势。分布式光伏一般处于线路的末端，靠近终端负荷电气，实现了就近的电能功能，也可以降低馈线之中的功率传输；满足无功就地补偿的要求，并且还可以支撑接入点的电压。分布式光伏并网发电系统可以同新能源并入到电网之中，可以实现与电网的相互支撑，达到保持电压、平抑系统扰动、保持频率稳定的作用；一旦出现自然灾害或者是大规模听，光伏供给负荷就可以满足自主独立的运行要求，确保负荷电力的供给。在电网末端，分布式光伏渗透率会逐渐提高，这样就会降低电网系统之中光伏供电负荷的比重，杜绝电网运行事故对于电能质量带来影响；降低系统本身的最大负荷，将发电设备的总容量减少，这样可以提升整体的利用率，确保电力系统可靠的、经济的运行。 2.2对配网局部电压稳定的影响 中国早期建设的10kV配电线路多数是单辐射状分布供电，系统安全性较低。在城区配电网络建设与改造中逐渐考虑建立环网供电、开环运行的模式。在各种配网结构中，静态和动态电压的变化都会对线路保护、系统运行安全造成影响。稳态运行状态下，电压理论上沿传输线潮流方向逐渐降低。分布式光伏接入后，由于传输功率的波动和分布式负荷的特性，使传输线各负荷节点处的电压偏高或偏低，导致电压偏差超过安全运行的技术指标。 2.3对网损的影响 网损的增加和减少很大一部分原因取决于发电系统DG位置，此外，发电系统DG的容量、负荷量及网络拓扑结构。DG接入到负载附近时将使配电网的负荷分布变化较大。在配电网络中，只有当所有负荷节点处的负荷量均大于其发电量时网损减小；但如果其中至少一个负荷节点低与其发电量，但整体大于发电总量时，某线路的网损增加，但总体网损就会相对减小。 3分布式光伏发电对电能质量的提升措施 3.1确保检修安全 在我国的配电管理过程中往往出现这样那样的问题，在配电检修方面，相关部门应该及时的制定先关的法律法规或相关的管理规程，加强对我国光伏产业监管及国家电网安全运行。大量的科学研究及实验论证表明，光伏电中的孤岛效应无法避免，但适时的采取必要检修管理措施，确保检修线路的安全十分有必要。目前，大量的科学研究表明，在解决继电保护问题时，额外添加保护设备和调整保护逻辑是
浅析地铁牵引供电系统对配电网的谐波影响
浅析地铁牵引供电系统对配电网的谐波影响 摘要：大规模的城市轨道交通供电系统经由电力电子元件接入城市配电网，给城市电力系统的分析研究带来了一些新的谐波问题。针对城市轨道交通供电系统中最具代表性的地铁牵引供电系统，准确分析系统结构特点，掌握其谐波分布情况，并采取相应的谐波措施抑制，为城市配电网的稳定运行提供了理论参考。 关键词：地铁牵引供电系统；配电网；谐波；抑制 引言 地铁作为目前世界上最为便捷高效的一种城市交通工具，一般直接由城市配电网为其提供电能。由于我国地铁采用直流750V或1500V的供电制式，而城市配电网提供的是交流电源，因此需要安装整流装置，用以实现交、直流电源的可靠转换。不仅如此，地铁机车上的逆变器还需要将直流电转换成交流电以供给照明、空调等辅助供电系统。所以在地铁与配电网的交互过程中，以及地铁牵引网与机车进行能量转换的过程中，由于大量电力电子元器件之间的耦合作用，产生的谐波给城市配电网带来了严重的谐波污染，很容易造成配电网发生事故并危及整个城市的供电稳定和社会秩序[1-3]。在2006年的报道中就有学者指出在上海地铁交通体系中，严重的谐波失真会严重威胁上海配电网的稳定运行[4]。鉴于此，本文就地铁牵引供电系统对配电网的谐波污染问题进行了初步探讨。 1 地铁牵引供电系统 我国地铁供电系统的供电制式主要采用集中式供电，其各个部分的组成关系如图1所示。发电厂通常设在距离电力用户很远的地方，能够产生电能。针对城市轨道交通系统来说，通常将主变电所以上的部分称为外部公用电网，主变电所及以下的部分称作内部牵引供电系
统，而内部系统与外部电网的接口设在主变电所处。牵引供电系统是内部系统重要组成部分，其主要作用是为地铁机车提供电能，主要由牵引变电所、馈电线、接触网、回流线和走行轨道构成；而降压变电所则是为各车站、隧道、车辆段等的动力照明负荷提供电能。 2 公共连接点谐波电流允许值的分配原则 为了抑制谐波污染的对配电网的危害，国标GB/T 14549-1993《电能质量公共电网谐波》对谐波电流限制给出了明确规定。当同一公共连接点连接多个用户且公共连接点处的最小短路容量和基准短路容量不相同时，每个用户向电网注入的谐波电流允许值需要根据每个用户在公共连接点的协议容量和其供电设备容量之比进行分配。第i个用户的第n次谐波电流允许值Ini，需按下式确定： 3 谐波对配电网的危害 谐波给配电网造成的损害不容小觑，比如谐波电流在配电网的电路上会产生有功功率损耗，这在线路损耗上占了一定比重，而且因为谐波电流的频率是基波频率的整数倍，当高频电流流过导体时，会引起导线的集肤效应使得谐波电阻大于基波电阻，从而增加了附加线路的损耗，带来了大量的能量损失。 不仅如此，谐波也会使得配电网的架空线路产生电晕损耗，因为谐波会使电压峰值超过允许值继而产生电晕，给架空线路造成威胁。此外电缆输电系统也会因为谐波大大的缩减了使用寿命，因为谐波会使电压波形出现尖峰，从而加快电缆的老化速度。而且谐波对电缆的危害程度会随着电缆额定电压的增高而愈发恶劣。与此同时，电缆的分布电容也会加重谐波对配电网的危害程度，因为分布电容会对谐波电流产生放大作用。 谐波带来的危害还有很多，诸如增大测量仪表的测量误差；增大旋转电机、变压器的附加损耗；对通信设备产生大量的干扰；影响继电保护等自动控制设备的可靠运行等，以及谐波给配电网造成的污染会大大降低供电质量，影响其它用电设备的正常运行。
分布式发电对并网对配电网影响研究
分布式发电对并网对配电网影响研究 发表时间：2014-12-17T10:48:54.030Z 来源：《科学与技术》2014年第10期下供稿作者：郑伟 [导读] DG技术是伴随着新能源特别是可再生能源技术的发展而兴起的一门新技术，本文介绍了DG技术、DG并网后对配电网的影响以及DG的研发重点和应用前景 郑伟广东电网有限责任公司云浮供电局 527300 摘要：简要介绍了分布式发电(DG)的概念,分析几种主要的分布式发电技术，分析了分布式发电并网后对电能质量、继电保护、配电网可靠性、配电网规划、实时监控和电网调度、孤岛运行问题等方面的影响研究。 关键词：分布式发电；技术；并网；配电网 １.DG的概念和意义 1.1 概念 DG技术正处在发展阶段，目前尚未对DG有统一的定义。一般认为，DG是指为满足终端用户的特殊需求，接在用户侧附近的小型发电系统。分布式电源（distributed resource ,DR ）是指DG 与储能装置（ energy storage ,ES ）的联合系统，其规模一般较小，通常为几十千瓦至几十兆瓦，所用的能源包括风能、太阳能、小水电、天然气、生物质能等清洁能源或可再生能源；而ES主要为蓄电池，也有超级电容器或采用飞轮储能等。此外，为了提高能源的利用效率，并降低成本，可采用冷、热、电联供方式或热电联产的方式。 2. DG技术 2.1 风力发电技术 风力发电技术是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。由于自然界的风速是极不稳定的，风力发电机的输出功率也极不稳定。风力发电机一般由风轮、发电机、调向器（尾翼）、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风轮是集风装置，其作用是把流动空气具有的动能转变为机械能。风力发电机中调向器的功能是使风轮随时迎着风向，从而最大限度地获取风能。一般来说，风力发电机是利用尾翼来控制风轮的迎风方向的。限速安全机构是用来保证风力发电机的运行安全，其设置可使风轮的转速在一定的风速范围内基本保持不变。 2.2 生物质发电技术 生物质能发电系统是以生物质能为能源的发电工程的总称，包括沼气发电、柴薪发电、秸秆发电、工业有机废料和垃圾焚烧发电等，这类发电的规模和特点都受生物质能资源的制约。生物质能发电的优点有：生物质是可再生的，其能源资源不会枯竭；垃圾、有机废弃物会对环境造成污染，大量农作物秸秆焚烧会污染环境，若将其用于发电，则可变废为宝；生物质资源比较分散，能源密度低因此生物质发电的装机容量一般较小，比较适合作为小规模DG。 2.3 光伏发电技术 光伏发电技术是一种将太阳光辐射能通过光伏效应，经光伏电池直接转换为电能的发电技术，它向负荷直接提供直流电或经逆变器将直流转换成交流输出。光伏发电系统除了其核心部件光伏电池、电池组件、光伏阵列外，还有能量变换、能量储存以及控制与保护等环节，其结构如图１所示。光伏发电不需要燃料，环境友好，无转动器件，维护简单，维护费用低，由模块组成，可根据需要构成及扩大规模，其应用非常广泛，如太空航空器、微波中继站、城市屋顶光伏发电等。由于光伏发电系统的建设成本较高，其发电效率也有待提高，影响了光伏发电技术的大范围应用。 图１光伏发电系统示意图 2.4 分布式储能技术 当DG以独立或孤岛方式运行时，储能系统是必不可少的，因此伴随着DG 技术的发展和应用，电能存储技术和设备也正在受到越来越多的关注。分布式储能技术主要包括蓄电池、飞轮储能、超级电容器、超导磁储能、相变储能等，另外，还有利用电加热蓄热砖或蓄热水的蓄热储能，以及制冰及冷水的蓄冷储能。 3. DG并网对配电网的影响 3.1 对电能质量的影响 DG对电能的影响主要包括： ａ）电压波动与闪变。由于DG的启动和停运与用户需求、政策法规、电力市场、气候条件等众多因素有关，因此，其投入与退出具有不确定性，这就使配电网的电压常常发生波动。DG的频繁投退会使配电网线路上的潮流发生较大变化，从而加大电压调整的难度。同时，若大型DG的启动、输出短时剧变，DG和反馈环节的电压控制设备相互作用都会直接或间接引起电压闪变。 ｂ）谐波污染和直流注入。DG采用大量电力电子技术和设备，因此将给系统带来大量谐波，对电网造成谐波污染。另外，若DG无隔离变压器而与配电网直接相连，则有可能向配电系统注入直流，使变压器和电磁元件出现磁饱和现象。 ｃ）对系统稳态电压的影响。集中供电模式下的配电网一般呈辐射状，稳态运行时电压沿馈线潮流方向逐渐降低。接入DG后，由于馈线上的传输功率减少且DG输出无功的支持，导致一些负荷节点的电压被抬高甚至超标。
光伏并网对配网继电保护的影响
Journal of Electrical Engineering 电气工程, 2016, 4(1), 38-43 Published Online March 2016 in Hans. https://www.360docs.net/doc/e816578690.html,/journal/jee https://www.360docs.net/doc/e816578690.html,/10.12677/jee.2016.41006 Influence of Grid-Connected Photovoltaic Power Supply on Relay Protection of Distribution Network Xiaosong Xu1, Liping Jin1, Hongyan Wan1, Yan Gao1, Baoping Zhang1, Rui Wang1, Xiaohui Cui2 1State Grid Baoding Power Supply Company, Baoding Hebei 2Beijing Join Bright Digital Power Technology Company, Beijing Received: Feb. 16th, 2016; accepted: Mar. 1st, 2016; published: Mar. 8th, 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/e816578690.html,/licenses/by/4.0/ Abstract With the access of distributed photovoltaic power generation system, distribution network sup-plied by single-ended power gradually has two port sources or multi-port sources, which result in fundamental changes to magnitude and direction of distribution network load flow, and failure to work correctly when short circuit happens. With an example of photovoltaic power supply paral-leled into distribution network, this paper calculates the magnitude of short current by formula, and analyzes the effect of feeder line current protection and reclosing. The result shows that the influence to feeder line protection relates to positing of photovoltaic power supply. Keywords Grid-Connected Photovoltaic Power Supply, Distribution Network, Relay Protection 光伏并网对配网继电保护的影响 徐松晓1，金丽萍1，万红艳1，高岩1，张保平1，王锐1，崔晓慧2 1国网河北省电力公司保定供电分公司，河北保定 2北京中恒博瑞数字电力科技有限公司，北京
分布式光伏发电并网对配电网的影响及对策 黄腾龙
分布式光伏发电并网对配电网的影响及对策黄腾龙 发表时间：2019-06-11T11:12:01.227Z 来源：《中国电气工程学报》2019年第3期作者：黄腾龙 [导读] 经济的发展离不开能源的支持，而石化能源是目前能源应用的主流，粗放的开采和使用对环境造成了严重的污染，人类的生活环境日益遭到破坏，同时也制约了经济可持续发展。因此，人们急需新型的无污染能源实现经济的可持续发展，太阳能作为一种无污染，并且可再生的资源，是当前能源短缺背景下化石燃料最佳的替代品。光伏发电是目前光能的主要利用形式，随着光伏发电技术的不断发展，光伏技术逐渐在世界上取得了广泛的应用，规模越来越 1.分布式发电对配电网的影响 1.1对配电网继电保护的影响 目前我国配电网一般为单电源、放射性配电网络。而分布式光伏发电并网改变了配电网传统的网络拓扑结构，对保护的灵敏性和选择性均产生了影响。（1）对三段式过流保护的影响。光伏发电电源在配电网发生故障时会同时产生故障电流，会影响保护对故障电流的判断。其产生的影响与其分布的位置、容量以及串联的电抗值有关。影响线路保护动作的灵敏性，有可能会造成保护误动或者拒动，还可能导致邻近线路的瞬时速断保护失去选择性而误动作。（2）对高压熔断器保护的影响。配电网因分布式光伏电源的接入变成多端电源供电系统，熔断器保护不再满足故障后仅仅断开故障支路，无法满足选择性。（3）对距离保护的影响。距离保护具有方向性，是一些重要线路常用的保护。当分布式光伏发电并入后，对于距离保护而言，其上游多了一个分支，使其距离保护的二、三段范围缩小。（4）孤岛运行问题。如图1所示，分布式光伏发电系统通过断路器QF2并入配网，当配电网发生故障保护动作时断开断路器QF1，但对应的分布式光伏发电系统断路器QF2未能及时作出反应而快速断开，造成未能及时和系统隔离，从而形成了孤岛，不利于电网的安全运行。如仍可向部分线路供电，从而造成人身安全问题；若孤岛不具备调节功能，则会导致频率和电压失去参考而波动，损害用电设备；当在消除故障恢复供电时，孤岛作为有源系统并网，存在非同期合闸的可能，会导致合闸失败。 1.2对配电网电能质量的影响 分布式光伏发电并网，其注入功率改变了稳态的电压水平，带来了电压、电流的波形畸变。对配电网电能质量的影响主要体现在以下几方面：（1）谐波畸变：分布式光伏发电采用电力电子换流器，对配电网不可避免地引入了谐波电流，同时导致系统的电压畸变。其影响程度取决于电力电子换流器的配置和技术。而分布式光伏发电中的电抗和配电网的电容很容易引起谐振，放大谐波畸变。（2）电压波动和闪变：分布式光伏发电受限于太阳辐射、客观环境温度等，其输出的功率受到天气条件的影响，具有一定的波动性。功率的变化容易引起电力系统的电压波动，从而导致闪变。（3）改变潮流方向：配电网的电压分布也受到了分布式光伏发电的接入位置和容量的影响。当其容量越大，输入功率越高，在其接入的馈线的节点电压上升越高，容易导致潮流倒向，在其接入点造成配电系统的电压极大值。 1.3对配电网网络损耗的影响 分布式光伏发电的并网会对配网损耗造成一定影响，并取决于其接入的位置和容量。其接入配电网任意位置都会增加线路损耗，并且越靠近线路末端，损耗越大。当分布式光伏发电的并网容量较大达到一定的负荷时，会向配电网倒送功率，导致系统网络损耗加大。 2.分布式光伏发电对配电网影响的解决措施 2.1完善技术标准与规范，革新设备 在对分布式光伏发电的技术参数、控制特性及承受电网扰动能力的进行探讨研究的基础上，对其并网的规模、无功配置、电能质量及接入的电压等级作出技术要求，完善分布式光伏发电并入配电网的技术标准与规范。并革新调压设备如静止无功补偿设备和无功发生器等，使分布式光伏发电系统并入配电网规范化和有序化，确保其发电系统及其控制设备不会危害配电网的安全运行。 2.2对继电保护影响的解决措施 （1）分布式光伏发电并网容量较大时，因考虑各种极端情况下保护的灵敏性并进行校验，同时需考虑给电流保护加装方向继电器。（2）分布式光伏发电并网后会导致保护重合闸存在故障点电弧持续时间长的问题，故可适当将重合闸时限延长。为了消除非同期合闸的安全隐患，光伏发电侧重合闸继电器应检同期，而系统侧则应检线路无压。同时，在光伏发电侧配置低周低压自动解列装置，并在重合闸动作前将其切除。（3）优化分布式光伏发电并网系统孤岛检测方法，分析光伏发电对配电网故障电流大小、方向及分布的影响，提高故障情况下负荷切除和孤岛划分的选择技术。配置快速有效的反孤岛保护功能，在异常情况时刻准确判断孤岛状况，并迅速解列分布式光伏发电，实现孤岛和联网运行的无缝切换控制技术，保证配电网故障快速可靠切除和及时恢复供电。 2.3对电能质量影响的解决措施 （1）抑制分布式光伏发电引起的谐波畸变，可通过群控技术和补偿控制两种有效的解决方案。一是指将逆变器并联运行，提高直流侧容量，使逆变器在高效率区工作以提高发电功率，从而降低谐波含量。二是采用有源滤波技术，通过控制将有功和无功功率综合控制的同