分布式电源并网对电能质量的影响研究.pdf
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1、5现 代 工 程 科 技Modern Engineering Technology第 3 卷第 3 期2024 年 2 月Vol.3 No.3Feb.2024分布式电源并网对电能质量的影响研究马琳琦,王建虎,孙天硕,庞玉志国网天津市电力公司培训中心,天津 300000摘 要:分布式电源是指将多个小型的电力发电装置连接到电力系统中,以取代传统的集中式发电方式。因其具有绿色环保、灵活性高、节约资源等优势,该系统的应用越来越广泛。然而,分布式电源并网也会对电能质量产生一定的影响。通过对分布式电源并网的影响机制和影响程度展开分析,深入研究了分布式电源并网对电能质量的影响,并提出了相应的优化策略,以提高
2、电力系统的电能质量。关键词:分布式电源;谐波;补偿中图分类号:TM711 文献标识码:AResearch on the Impact of Grid Connection of Distributed Power Sources on Power QualityMa Linqi,Wang Jianhu,Sun Tianshuo,Pang YuzhiState Grid Tianjin Electric Power Company Training Center,Tianjin 300000Abstract:Distributed power generation refers to the c
3、onnection of multiple small power generation devices into the power system to replace traditional centralized power generation methods.The application of this power supply system is becoming increasingly widespread because it has advantages such as green environmental protection,high flexibility,and
4、 resource conservation.However,the integration of distributed power sources into the grid can also have a certain impact on power quality.The article will analyze the impact mechanism and degree of distributed power grid connection,deeply study the impact of distributed power grid connection on powe
5、r quality,and propose corresponding optimization strategies to improve the power quality of the power system.Keywords:distributed power supply;harmonics;compensate作者简介:马琳琦(1990),女,硕士,国网天津市电力公司培训中心技术技能培训部副主任,研究方向为电力系统电能质量。随着可再生能源在全球范围内的持续发展,分布式电源(Distributed Generation,DG)技术在电力系统中的地位日益重要。DG并网能够为电力系统带
6、来诸多好处,例如提高能源利用效率、减小对环境的影响、加强系统可靠性等。然而,DG并网也可能会对电能质量产生一定的影响。文章就分布式电源并网对电能质量的影响进行深入探讨。1 分布式电源技术DG是指功率为数千瓦至50MW小型模块式的、与环境兼容的独立电源。这些电源由电力部门、电力用户或第三方所有,用以满足电力系统和用户的特定要求。分布式电源是指将多个小型的电力发电装置连接到电力系统中,以取代传统的集中式发电方式。它可以根据不同的能源类型和应用领域分为以下几种。1.1 太阳能光伏发电系统利用太阳能将光能转化为电能,通过太阳能光伏电池板将太阳能转化为直流电,再通过逆变器将直流电转化为交流电,并与电力系
7、统进行并网。1.2 风力发电系统利用风能驱动风力发电机,将机械能转化为电能。风力发电系统可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两种类型。1.3 生物质发电系统利用农作物秸秆、木屑等生物质燃料,通过燃烧产生热能,再通过蒸汽发电机或内燃机等设备将热能转化为电能。1.4 水力发电系统利用水能驱动水轮机或涡轮发电机组,将水能转化为机械能,再通过发电机将机械能转化为电能。水力发电系统可以分为水电站和小水电站两种类型。1.5 可再生能源混合发电系统将多种可再生能源进行组合,如太阳能光伏发电与风力发电的混合系统,以增加发电系统的稳定性和可靠性。62024 年 2 月第 3 卷第 3 期现 代 工 程 科
8、 技62 电能质量定义及评估指标电能质量是指通过公用电网供给用户端的交流电能的品质,通常包括电压质量和电流质量,供电质量和用电质量。理想状态下,电能应该是完美对称的正弦波,但有时候一些因素会使波形偏离,这就是电能质量问题,当偏离超过一定程度就会造成用电设备故障。电能质量评估的主要指标见表1。表1 电能质量评估的主要指标电压质量电流质量供电质量用电质量电压闪变、瞬时过电压或跌落、谐波畸变、各相电压不平衡等流入电网的谐波电流、无功、不平衡负荷电流、低频负荷变化造成的 闪烁等电压质量、供电可靠性和供电服务质量电流质量与反映供用电双方相互作用和影响中的用电方的权利、义务,也包括电力用户是否按期、如数交
9、纳电费等3 分布式电源并网对电能质量的影响3.1 分布式电源并网可能引起的电能质量问题3.1.1 电压波动分布式电源的接入可能引起电压波动。传统电力系统中,发电机组稳定的负荷可以保持电压的稳定性。然而,分布式电源的接入可能导致电压不稳定。这是因为分布式电源通常具有小容量和波动性较大的特点,例如太阳能和风能都会受到天气条件的影响,从而使得其输出功率波动较大。当分布式电源的波动性较大时,其接入电网会引起电压的瞬时波动。这种瞬时波动可能对电网上的其他用户和设备产生不利影响,影响电能质量1。3.1.2 谐波问题分布式电源通常使用逆变器将直流电能转换为交流电能。然而,逆变器的工作可能会引入谐波电压。谐波
10、电压是指频率为基波频率整数倍的非正弦电压成分。这些谐波电压会引起电压的歪曲和扭曲,从而影响电能质量。特别是当分布式电源逆变器的容量较大时,谐波问题会更加严重。3.1.3 孤岛效应孤岛效应可能对电压波动产生负面影响。当分布式电源形成孤岛时,它不再受到主电网的电压调节和稳定性的影响。这意味着在孤岛运行期间,分布式电源需要自行调节电压和频率以满足电力需求。由于分布式电源的容量通常较小,调节电压和频率的能力有限,可能导致电压波动较大。电压波动可能对孤岛区域内的设备和用户产生不利影响。电压过高或过低都可能导致设备的故障或损坏,影响电器设备的使用寿命和可靠性。此外,电压波动还可能影响用户的用电体验,例如电
11、灯明暗不稳定、电子设备工作异常等。3.1.4 对继电保护的影响在分布式电源技术应用中,还有一种故障问题是常常出现的,那就是与继电保护产生冲突。当配电网系统故障时,分布式电源的切除必须早于重合时间,否则会引起电弧的重燃,使重合闸不成功。另外,电力电子型的分布式电源易产生谐波,造成谐波污染,这一外在功率的注入操作会使原来的继电器保护区缩小,从而影响继电保护装置正常工作2。3.2 分布式电源并网对输电线路的影响3.2.1 潮流改变传统的电力系统是由中心化的发电站通过输电线路向负荷供电,而分布式电源的并网引入了新的电源接入点,改变了电力系统中的能量流动路径。当分布式电源并网后,它们可以直接向负荷供电,
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