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分布式发电及其对配电网的影响
日期:2005-09-1911:20:00|来源:国际电力|点击率:473|加入收藏|打印本文|关闭窗口
0引言
目前全球分布式发电技术发展速度很快且已相当成熟的技术是太阳能光伏发电技术和风力发电技
术。有资料表明,太阳能电池的总产量正以每年30%~40%的速度持续增长,风力发电总装机容量正以
30%以上的平均年增长率增加。德国、美国、荷兰等国先后提出光伏屋顶计划“”,此外,德国、丹麦等
国还在规划大规模的海上风力场项目。
除光伏发电和风电外,其它的分布式发电技术也受到世界的重视和发展,例如:生物质能发电技
术、燃料电池发电技术等。在世界范围内对未来电力市场的预测表明:下一个10年之后,世界市场预期
的分布式发电容量将会是每年20GW。在一些发达国家,到2050年,利用新能源发电可能占到本国电
力市场的30%~50%。目前我国已建成并联网的风力发电场有26座,潮汐电站8座,小水电站43333
座。
通过分析大型互联电网系统存在的弊端及分布式发电的优点可知:分布式电源供电与大电网供电相
互补充、协调,是综合利用现有资源和设备、为用户提供可靠和优质电能的理想方式。分布式发电接人
大电网是今后分布式发电技术发展的必然趋势。
1分布式发电的概念和技术类型
1.1分布式发电的概念
目前,分布式发电的定义尚未得到统一,普遍使用的定义主要有2种:一种认为分布式发电(DG)指
的是为满足特定用户的需要、支持现存配电网的经济运行或同时满足这2个方面的要求,且在用户现场
或靠近用户现场配置功率为数kW至50MW的小型、与环境兼容的发电机组;另一种是对分布式发电更
广泛的定义,认为分布式发电指的是包含任何安装在用户附近的发电设施,包括DG、热电联产、冷热
电联产以及各种蓄能技术等,而不论这种发电形式的规模大小和一次能源的类型。
1.2分布式发电的技术类型
近年来,对分布式发电技术的研究取得了突破性的进展,涌现出许多新型分布式发电技术。表1总
结了现今分布式发电的技术类型、所用的能源形式、电能的输出形式、与电网连接的方式及应用规模。
尽管分布式发电技术的热电转换效率在逐年增加,但单一的分布式发电技术的热电转换效率仍然远
小于大型集中发电的热电转换效率。为提高能源的利用率,复合分布式发电技术已成为分布式发电技术
发展的主要趋势之一。
2分布式发电对配电网的影响
将分布式发电(DG)系统集成到现有的配电系统中,是今后分布式发电的发展趋势。但是把大量的DG
系统接入配电网会对配电系统的结构和运行产生很大的影响。其主要表现在以下几个方面。
2.1对网损的影响
在配电网中的负荷近旁接人分布式发电(DG)系统后,整个配电网的负荷分布将发生变化,主要有3
种情况:(1)所有负荷节点处的负荷量均大于该节点处DG的输出量;(2)至少有一个负荷节点处的负荷量
小于该节点处DG的输出量,但系统的总负荷量大于所有DG的输出总量;(3)至少有一个负荷节点处的
负荷量小于该节点处DG的输出量,且系统的总负荷量小于所有DG的输出总量。对于情况(1),DG的
引入使配电网中所有线路的损耗减小;对于情况(2),DG的引入可能导致配电网中某些线路的损耗增
加,但配电网的总体线路损耗将减小;对于情况(3),如果所有DG的发电总量小于2倍的负荷总量,那
么DG的影响与情况(2)相同,否则将使配电网的线路损耗增加。由此可见,分布式发电可能增大也可能
减小系统损耗,这取决于分布式电源的位置、与负荷量的相对大小以及网络的拓扑结构等因素。
2.2对线路上潮流的影响
如果配电网中含有风力发电和/或光伏(PV)发电系统,由于它们的输出受天气的影响很大,具有随机
变化的特性,所以以上3种负荷分布情况可能会在配电网中交替出现,使系统的潮流具有随机性,传统
的潮流算法将不再适用。为此目前提出2种解决方法。
利用负荷(1)跟踪控制保证馈线上的潮流不变,这样就可以延续传统的潮流算法。文献以一个接有
PV发电单元和风力发电系统的配电系统为例,提出一种基于多代理控制系统的、通过协调控制柴油发电
机系统和储能电容器组(ECS:EnergyCapacitorSystem)的输出量来偿Pv发电和风力发电系统的输出变
化及负荷变化
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