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分布式电源接入对于配电网短路电流影响的分析

分布式电源接入对于配电网短路电流影响的分析
分布式电源接入对于配电网短路电流影响的分析

分布式电源接入对于配电网短路电流影响的分析

摘要:随着配电网中分布式电源的渗透率不断提高,对于继电保护装置的正确动作产生了影响,因此对于不同分布式电源产生短路电流的分析显得十分必要。接入配电网的分布式电源按照其接口可以分为基于同步发电机的分布式电源、基于异步发电机的分布式电源及基于脉宽调制逆变器的分布式电源3类。目前分布式电源应用较多的是双馈风电机组发电和光伏发电,本文总结了三类分布式电源短路电流通用计算,并对双馈风电机组和光伏发电进行了详细的分析。20节点算例验证了三种分布式电源通用短路电流计算方法可行性。 关键词:双馈风电机组;光伏发电;同步发电机;异步发电机;逆变器;短路电流计算 0引言

近年来,风力发电和光伏发电在得到快速发展的同时,也遇到了并网安全问题的挑战。大量分布式电源接入配电网中,有必要重新对各种电力设备进行评估,调整继电保护装置的动作值,以及考虑是否加装其他的保护装置等,而进行这些工作至关重要的依据就是短路电流值。由于各种不同类型分布式电源的引入,对含分布式电源的配电网短路电流计算提出了新的要求。

文献[1]提出了一种含分布式电源配电网短路计算的改进方法,依据基于同步发电机的分布式电源、基于异步发电机的分布式电源及基于脉宽调制逆变器的分布式电源3类分布式电源在故障时的不同运行特性,采用相分量法和序分量法相结合的方法,计算各节点的电压及故障点的短路电流。文献[2]分别分析了基于同步发电机和换流器的分布式电源对于配电网短路电流的影响,并得出基于同步发电机的分布式电源相对于基于换流器的分布式电源产生较大短路电流的结论。

文献[3]推导出不同定子电压跌落程度下双馈风电机组定子短路电流的表达式,提出可有效减小短路电流计算误差的定子电压跌落系数修正方法。 文献[4]仿真分析了光伏并网逆变器配电网短路故障,得出无论配电网发生三相或两相短路,由光伏供出的短路电流都不超过其额定电流的1.5倍的结论,并对逆变器自身故障的保护提出了要求。

1分布式电源处理方法

1.1基于PWM 逆变器的分布式电源

文献[1]提出,基于PWM 逆变器的分布式电源短路处理方法为:由稳态潮流计算得到故障前逆变器的输出功率,故障后维持恒功率运行。假设PWM 逆变器本身三相对称,即图1中

,,a b c

E E E 为三相对称电压,逆变器的负序电势和零序电势均为零;,,a b c U U U 为电网三相电压;P和Q分别为短路故障前逆变器输出的有功功率和无功功率;,,a b c I I I 为逆变器的三

相输出电流。等效电路如图1所示。

图1逆变器主电路等效图

图1中,X为逆变器输出滤波器的电抗,R为逆变器输出滤波器的等效电阻。电网三相

电压通过相序变换关系可以得到正序电势,用U

表示。逆变器内电势只存在正序电势,有功功率也只与正序电势有关。根据电压降落和功率损耗的关系可以求得短路故障时逆变器内

部正序电势E

,如式(1)-式(3)所示。 (1)(2)(3)PR QX U U

PX QR U U

E

U U j U δδ+=?-==+?+ 从而可以得到逆变器出口三相电压,,a b c

E E E 分别为: 240120a j b j c E E E e

E E e E

???=?=??=? (4) 再由电网三相电压即可求得逆变器输出三相电流值分别:

文献[2]提出基于换流器分布式电源的控制模型,如图2所示。仿真结果表明由基于同步发电机分布式电源引起的短路电流增量大于基于换流器的分布式电源。

图2基于换流器分布式电源的控制模型

文献[4]给出分布式光伏电源的组成和控制如图3所示,并得出如下结论:配电网发生三相或两相短路,由光伏电源供出的短路电流都不超过其额定电流的1.5倍;光照强度较低时光伏电源供出的短路电流更小;光伏并网点下游远处发生短路将会导致主电源供出的短路电流有所减小。

图3分布式光伏电源系统

1.2基于同步发电机的分布式电源

文献[1]提出对于同步发电机,为简化分析,假定d轴次暂态电抗与q轴次暂态电抗相等,即Xd″=Xq″,计及阻尼绕组时的电压方程为:

式中:E″为次暂态电动势;Ra 为同步发电机定子等值电阻;U 1为同步发电机端电压;I 1为同步发电机输出电流。同步发电机的次暂态等效电路如图4所示。

图4同步发电机的次暂态等值电路

由于次暂态电动势E″具有短路前后瞬间维持不变的特性,所以可由故障前稳态潮流计

算的状态,量来求得。

式中:10U 为同步发电机短路前的端电压;10

I 为同步发电机短路前的输出电流。 根据式(4)得到同步发电机的内电势,,a b c

E E E 。再由同步发电机出口电压即可得到同步发电机输出的三相电流值为:

综上所述,基于同步发电机的分布式电源短路计算处理方法为:由稳态潮流计算得到

10U 和10

I ,由式(7)得到同步发电机次暂态电动势E0″,再根据式(8)求得同步发电机的输出电流。

1.3基于异步发电机的分布式电源

文献[1]提出,分布式电源中的风力发电机一般采用异步发电机。异步发电机可以用一个与转子绕组交链的磁链成正比的电动势,即次暂态电动势E″以及相应的次暂态电抗X″和定子等值电阻Ra作为定子暂态过程的等值电动势和阻抗。其次暂态等值电路图与同步发电机相似,如图3所示。其中,次暂态电抗X″的表达式为:

式中:Xaσ为定子漏抗;Xrσ为转子漏抗;Xad为直轴电枢反应电抗,物理意义等同于励磁电抗。

次暂态电动势E″也具有短路前后瞬间维持不变的特性。E0″可由故障前稳态潮流计算的状态量来求得:

式中:U20为异步发电机短路前的端电压;I20为异步发电机短路前的输出电流。综上所述,基于异步发电机的分布式电源短路计算处理方法与同步发电机相同。

文献[3]提出,提出了含双馈风电机组的电力系统发生对称短路故障时的短路电流实用计算方法。以故障点为分界,将电力系统简化等值为含发电机支路和系统支路的二支路网络,如图5所示。推导出不同定子电压跌落程度下的双馈风电机组定子短路电流表达式,并提出可有效减小短路电流计算误差的定子电压跌落系数的修正方法。

图5短路电流实用计算方法的二支路等效网络

2短路冲击电流和短路容量值

文献[1]提出,三相短路冲击电流是指在最恶劣短路情况下,三相短路电流中最严重相电流的最大瞬时值。冲击电流主要用于检验电气设备和载流导体的动稳定度,可用下式近似:

(11)

式中:IM为三相短路冲击电流;If为最严重相的短路电流有效值;KM为短路电流冲击系数,其值为1~2,这里取最严重情况,KM=2;Ta为短路电流非周期分量衰减的时间常数。

为了校验断路器的断流能力,定义短路容量S为:

式中:UN 为故障前该点的额定相电压有效值。由于在配电网中三相短路电流不相等,只需

要计算三相短路电流最严重相的短路容量。

3算例分析

本文采用文献[1]中算例,如图6所示。具体参数参考文献[1]。

图620节点配电网结构图

在图5所示的算例中进行短路计算,在节点10处依次发生三相短路和单相接地短路故障,将采用改进方法得到的结果与采用常规方法得到的结果进行了对比。2种方法的结果存在较大差异。改进方法将潮流计算与短路计算相结合,考虑了分布式电源的暂态过程,在此基础上进行短路计算,可以提高短路计算的有效性和精确性。

4 结语

本文分别对三种分布式电源短路电流计算进行了分析计算,并对双馈式风力发电和光伏风力发电进行了详细的介绍,总结了目前计算分布式电源短路电流的实用计算方法。目前对各种分布式电源短路电流计算方法的适用场合和精确性对比的研究较少,同时通过短路电流的计算如何与继电保护装置配合这方面的文献较少,有待于更深入的研究。

参考文献

[1]王成山,孙晓倩.含分布式电源配电网短路计算的改进方法[J].电力系统自动化,2012,36(23):54-58.

[2]NatthaphobNimpitiwan,GeraldThomasHeydt,RajaAyyanar,etc.IEEETRANSACTIONSONPOWERDELIVERY.VO L.22,NO1:634-641.

[3]刑鲁华,陈青,吴长静,等.含双馈风电机组的电力系统短路电流实用计算方法[J].电网技术,2012,36(0):9-15.

[4]刘健,林涛,同向前,等.分布式光伏电源对配电网短路电流影响的仿真分析[J].电网技术,2013,37(0):2-4.

浅谈分布式电源的配电网规划与优化运行

浅谈分布式电源的配电网规划与优化运行 摘要:分布式电源作为一种依托新能源的发电模式,具有供电可靠性高、意外 发生时仍可继续供电、可对区域电力的质量和性能进行实时监控、网损低、调峰 性能好等优点,他必将逐渐取代传统发电模式。配电自动化系统是实现配电网科 学管理的最主要的工具。它具有实时监控配电网、自动故障隔离及恢复供电等功能,因此,通过配电自动化的合理化应用,将接入分布式电源接入配电自动化系统,并制定相应的技术措施,是实现分布式电源调控管理的最优途径。 关键词:分布式电源;配电网固化;优化运行 近年来国家大力发展清洁能源,分布式电源规模快速增长。由于大量分布式 电源接入城市配电网,给城市配电系统造成一定的影响。配电网在建设过程中, 需要综合考虑到分布式电源接入情况,从而合理规划配电网,确保配电网系统的 安全性和可靠性。 1分布式电源 分布式电源指功率为数千瓦到50MW小型模块式的独立电源,这些电源一般 是电力部门、电力用户以及第三方,为了满足高峰期城市居民、商业区居民用电 需求,在用户现场或者靠近用户现场安装比较小的发电机组,满足用户用电需求,同时支持现有配电网的运行要求。这种较小的发电机组有燃料电池、小型光伏发电、小型燃气轮机、燃气轮机和燃料电池混合装置。与传统的电源相比,分布式 电源可以根据用户实际需求进行建设,降低电网建设的成本。分布式电源各个机 组相互独立,可以根据电力用户的实际情况进行调节,一旦发生电力故障,只针 对故障发电机组,不会影响到其他发电机组,因此电网运行安全性、可靠性高。 其次,分布式电源可以弥补集中式发电的缺陷,为电力用户提供不间断供电。分 布式电源的损耗比较低,它不需要建设配电站,避免配电网线路较长,增加线损率。 2分布式电源对配电网规划的影响 2.1配电网规划更加复杂 分布式电源对配电网规划的负荷预测、目标等方面造成一定的影响。对电力 负荷预测负荷的影响:分布式电源可以满足部分偏远地区或者商业区用户需求, 减少用户从配电网主网中的获电量,从而抵消电网负荷的增长。配电网的电力负 荷预测是根据配电网的增长量,如果分布式电源抵消了配电网负荷的增长,则降 低了配电网的预测准确性和可靠性;分布式电源对配电网规划目标的影响主要体 现在传统的配电网主要考虑配电网建设投资和运营费用,分布式电源不仅要考虑 到分布式电源的投资、运行费用、配电网的投资以及运行费用,如果配电网规划 中考虑到分布式电源,则要考虑到配电网对分布式电源的容纳能力。由于分布式 电源的分布不规律,负荷增长具有很大的随机性,增加了电网规划的难度;分布 式电源影响到配电网规划的约束条件。配电网规划不仅要满足电力增长负荷要求,而且还要考虑到分布式电源功率需求,配电网的电源电压和分布式电源位置要相 互协调,从而发挥分布式电源的优势;分布式电源对配电网规划策略影响。近年来,由于国家大力支持分布式能源的发展,导致大量的社会资金涌入到分布式电 源行业,促进了我国分布式电源行业的发展。同时,导致分布式电源投资主体日 益多元化,分布式电源计费和配电网的计费方式不同,在运营方面两者存在竞争 关系,不同的利益主体则规划方案也不同。 2.2配电网运行模式的变化

国家电网营销〔 〕 号国家电网公司分布式电源项目并网服务管理规范

国家电网公司关于分布式电源并网服务管理规则的通知 国家电网营销,2014?174号 各省(自治区、直辖市)电力公司,国家电网公司客户服务中 心: 为促进分布式电源快速发展,规范分布式电源项目并网服务 工作,提高分布式电源项目并网服务水平,公司制定了《国家 电网公司分布式电源并网服务管理规则(修订版)》,现予印发,请遵照执行。 国家电网公司 2014年1月28日(此件发至收文单位所属各级单位)

国家电网公司分布式电源项目并网服务管理规范 第一章总则 第一条为促进分布式电源快速发展,规范分布式电源并网管理工作,提高分布式电源并网服务水平,践行公司“四个服 务”宗旨及“欢迎、支持、服务”要求,按照公司《关于做好 分布式电源并网服务工作的意见(修订版)》、《关于促进分布式电源并网管理工作的意见(修订版)》(国家电网办[2013]1781号)要求制定本规范。 第二条按照“四个统一”、“便捷高效”和“一口对外”的基本原则,由公司统一管理模式、统一技术标准、统一工作 流程、统一服务规则;进一步整合服务资源,压缩管理层级, 精简并网手续,并行业务环节,推广典型设计,开辟“绿色通道”,加快分布式电源并网速度;由营销部门牵头负责分布式电 源并网服务相关工作,向分布式电源业主提供“一口对外”优 质服务。 第三条本管理规则所称分布式电源是指在用户所在场地 或附近建设安装,运行方式以用户侧自发自用为主、多余电量 上网,且在配电网系统平衡调节为特征的发电设施或有电力输 出的能量综合利用多联供设施。包括太阳能、天然气、生物质 能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电(含煤矿瓦斯 发电)等。 第四条本规则适用于以下两种类型分布式电源(不含小水电):

分布式电源对配电网继电保护的影响

……………………. ………………. …………………山东农业大学毕业论文 分布式电源对配电网继电保护的影响装 订 线

……………….……. …………. …………. ………院部机械与电子工程学院专业班级电气工程与自动化2班院部机械与电子工程学院专业班级电气工程及其自动化2班 届次201X届 学生姓名 学号 指导教师 年月日

摘要.................................................................................................................................................. I Abstract .......................................................................................................................................... II 1 引言 (1) 1.1 课题背景与研究意义 (1) 1.2 课题的研究现状 (1) 1.2.1分布式电源的研究现状 (1) 1.2.2 分布式电源接入配电网对继电保护影响的研究现状 (2) 1.3 论文的主要工作 (2) 2 分布式电源的定义及分类 (3) 2.1 分布式电源的定义 (3) 2.2 分布式电源类型介绍 (3) 3 配电网的继电保护 (5) 3.1 配电网的结构 (5) 3.2 继电保护的基本原理及其要求 (5) 3.3 配电网继电保护的原理 (6) 3.3.1电流速断保护 (7) 3.3.2 限时电流速断保护 (8) 3.3.3 定时限过电流保护 (9) 3.4 阶段式电流保护的配合及应用 (10) 4 分布式电源对配电网继电保护的影响分析 (11) 4.1 分布式电源接入位置对配电网继电保护的影响 (12) 4.2 分布式电源接入容量对配电网继电保护的影响 (14) 4.3 算例分析 (16) 4.3.1 仿真模型 (17) 4.3.2 验证仿真 (17) 5 结论与展望 (23) 5.1 结论 (23) 5.2 展望 (24) 参考文献 (25) 致谢 (27)

分布式电源接入管理规范

分布式电源接入管理规范 (讨论稿)

前言 为规范分布式电源接入管理,提高分布式电源接入运行管理水平,适应电网技术进步和当前管理工作的要求,特制定本规范。 本规范由*****提出并解释。 本规范由*****归口。 本规范主要起草单位:***** 本规范主要起草人:*****

目录 1 范围 (2) 2 规范性引用文件 (2) 3 术语和定义 (3) 4.总则 (4) 5前期管理(规划、设计) (4) 6 投产管理(调试、验收) (6) 7运行管理(正常、异常) (6)

1 范围 本规范规定了分布式电源接入配电网的运行控制管理规定和基本技术要求,适用于以同步电机、感应电机、变流器等形式接入35kV及以下电压等级配电网的分布式电源接入管理。 2 规范性引用文件 下列文件对于本规范的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有修改单)适用于本规范。 GB 2894 安全标志及其使用导则 GB/T 12325-2008 电能质量供电电压偏差 GB/T 12326-2008 电能质量电压波动和闪变 GB/T 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程 GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波 GB/T 15543-2008 电能质量三相电压不平衡 GB/T 15945-2008 电能质量电力系统频率偏差 GB/T 17883 0.2S和0.5S级静止式交流有功电度表 DL/T 584-2007 3kV~110kV电网继电保护装置运行整定规程 DL/T 1040 电网运行准则 DL/T 448 电能计量装置技术管理规定 DL/T 614 多功能电能表 DL/T 645 多功能电能表通信协议 DL/T 5202 电能量计量系统设计技术规程 DL/T 634.5101 远动设备及系统第5-101部分传输规约基本远动任务配套标准 DL/T 634.5104 远动设备及系统第5-104部分传输规约采用标准传输协议集的IEC60870-5-101网络访问

影响直流过负荷能力的因素分析

影响直流过负荷能力的因素分析 发表时间:2016-12-13T14:05:24.097Z 来源:《电力设备》2016年第19期作者:胡学深朱凤来代书龙周旭[导读] 在交、直流系统故障或者受端负荷中心负荷短缺时,直流系统的快速响应和过负荷能力有利于提高系统的稳定性和满足系统的负荷调配。 (中国南方电网超高压输电公司曲靖局云南曲靖 655000)摘要:在交、直流系统故障或者受端负荷中心负荷短缺时,直流系统的快速响应和过负荷能力有利于提高系统的稳定性和满足系统的负荷调配。过负荷限制根据在当前环境温度条件下,考虑备用冷却设备是否可用,计算得到换流站的过负荷能力对功率、电流控制输出的电流指令进行限幅。使得一次回路在各种工况下的全部过负荷能力都被充分利用,而不会因为设备过应力而导致直流停运。 关键词:直流;过负荷;停运 近年来,随着多个直流输电工程的相继投产,南方电网主干网络己经形成了8交8直的规模,直流输电在南方电网的作用日趋明显。直流在南方电网西电东送事业中具有着显著的作用,直流输电具有一定的短时和持续过负荷能力,当发生并联交流线路短路跳闸或某一极直流系统故障导致闭锁等故障或扰动时,可以通过控制功能中的PSS(Power Swing Stabilization)、PSD(Power Swing Damping)、FLC(Frequency Limit Control)等附加功能,瞬时提高健全直流极的输送功率,在直流输电系统过负荷能力范围内,把故障交、直流线路输送的部分或全部功率转移到并联的正常运行的直流输电系统,从而减轻功率转移和功率失衡对交流系统的冲击,提高系统运行的稳定性。另外,在负荷高峰期,受端负荷紧张时,可以采用过负荷运行方式,提高直流输送功率,缓解受端负荷压力。正常情况下直流以额定功率运行,在以下情况下,直流可能进入过负荷运行方式:(1)当单极或多极故障时,正常运行极过负荷运行,最大限度减小或者避免单极直流闭锁下的功率损失;(2)系统方式安排过负荷运行;(3)当其他直流故障或系统冲击后,FLC动作提升直流功率,使直流过负荷运行。过负荷限制包括环境温度、有无冗余冷却系统(换流变冷却器组、阀冷,通过温度判断冷却系统冗余度)、短时过负荷限幅所引起的限幅。在不额外增加换流站设备投资的前提下,直流系统在最高环温、投入备用冷却设备或环境温度较低时固有的过负荷能力。 1 影响直流过负荷能力的因素分析 PCP:MAINCPU:OLL:OLLLIM 从上图可以看出:影响ICONT的因素有冗余冷却系统可用情况(包括阀冷冗余和换流变冷却系统冗余)、环境温度、阀厅温度和功率方向。 (2)STOL_LIM

分布式电源接入对配电网电压变化的分析

分布式电源接入对配电网电压变化的分析 陈 芳1,王 玮1,徐丽杰1,姜复亮2,迟作为2,李华顺2 (1.北京交通大学电气工程学院,北京100044; 2.吉林电力有限公司吉林供电公司,吉林132001) 摘要:靠近负荷侧分布式发电DG(distributed generation)系统的接入对配电网电压有着多方面影响。文中给出了一种含分布式电源的三角形负荷分布模型,并且根据电路叠加定理提出了基于此模型的电压分布计算方法。结合具体算例,研究了含分布式电源的放射状链式配电网负荷节点电压变化情况,分析了分布式电源的电压调节作用。研究结果表明,含分布式电源的三角形负荷分布模型可以有效运用于配电网的电压分布计算中;分布式电源出力及位置变化直接影响着配电系统电压水平。 关键词:智能电网;分布式电源;配电网;电压分析 中图分类号:TM711;TM744;TM727.2 文献标志码:A 文章编号:1003-8930(2012)04-0145-06 Analyzing the Voltage Variation of Distribution Network Including Distributed Generation CHEN Fang1,WANG Wei 1,XU Li-jie1,JIANG Fu-liang2,CHI Zuo-wei 2,LI Hua-shun2(1.College of Electrical Engineering,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China; 2.Jilin Power Supply Corporation,Jilin 132001,China) Abstract:Distributed generation(DG)connection near to load center has several kinds of serious potential im-pacts on distribution system.A triangle load distribution model including DG is presented in this paper,andthe method of calculation on the voltage profile on the based of the circuit superposition principle is proposed.Through examples,this paper conducts study on voltage changes when DG is penetrated into radial feeders andDGs'adjusting effects on the voltage.The results show that the triangle load distribution model is effective involtage distribution calculation of distribution network,and DGs'outputs and positions change directly affectthe voltage level of the distribution system. Key words:smart grid;distributed generation;distribution network;voltage analysis 由于越来越多的分布式能源渗透在配电系统基础设施中,要求未来配电系统具有新的灵活的可重构的网络拓扑、新的保护方案、新的电压控制和新的测量方法[1,2]。如文献[3]研究了多个分布式发电系统的配电网无功优化算法,这对于减少网络功率损耗和提高电压质量有一定的作用。一般认为,分布式发电DG(distributed generation)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[4]。文献[5]指出分布式发电可以包含任何安装在用户附近的发电设施。当DG接入配电网并网运行时,在某些情况下会对配电网产生一定的影响,对需要高可靠性和高电能质量的配电网来说,分布式发电的接入必须慎重[6,7]。 一直以来,DG接入对配电网电能质量的影响是讨论的热点[8]。DG接入在给电能质量带来积极影响的同时,也会给电能质量带来消极的影响[9~11]。本文针对一种典型的负荷分布模型,即三角形模型,并且基于电路的叠加定理,对所建模型进行电压分布计算研究,通过分析研究分布式电源出力变化,接入位置变化造成的配电系统电压变 第24卷第4期2012年8月 电力系统及其自动化学报 Proceedings of the CSU-EPSA Vol.24No.4 Aug. 2012 收稿日期:2011-01-07;修回日期:2011-03-09

分布式发电并网的配电网规划

分布式发电并网的配电网规划 发表时间:2016-01-11T16:33:09.850Z 来源:《电力设备》2015年6期供稿作者:邱军亮王欣许辉侯艳周鹏举曲良孔 [导读] 国网河南省电力公司郑州供电公司配电网是电力系统的重要组成部分,也是城乡基础建设的重要组成部分. (国网河南省电力公司郑州供电公司河南郑州 450000) 一、研究的背景及意义 近年来由于分布式发电(DG,distributed generation)具有减轻对环境污染、降低终端用户费用、改善电能质量和提高供电可靠性等特点,作为一种新型的发电和能源综合利用方式得到了广泛的研究。另外,集中发电、远距离输电和大电网互联的电力系统存在的弊端,如不能灵活跟踪负荷的变化、局部事故极易扩散并导致大面积停电等,也需要分布式发电来弥补其不足。配电网是电力系统的重要组成部分,也是城乡基础建设的重要组成部分,它的规划、建设与改造直接影响到整个电力部门的经济效益和广大电力用户供电的安全可靠。配电网规划的内容涉及很多方面,例如网架结构规划、变电站位置与容量规划以及稳定性分析等。配电网与分布式发电相结合的方式被公认为是能够节省投资、降低能耗、提高电力系统灵活性的重要方式,是21世纪电力工业的发展方向之一[1]。在这种形式下,针对含分布式发电的配电网规划进行研究具有十分重要的现实意义。 二、国内外研究现状及发展动态研究 在配电网的DG规划当中,按决策变量的类型可分为单一规划和综合协调规划[2]。单一规划是在不改变系统馈线和变电站配置的情况下,对DG的安装位置和容量进行优化;综合协调规划是DG与配电变电站或馈线等设备的整体规划,决策变量类型比单一规划多,是一种配电网全局优化规划。在实际规划过程中,所使用的方法和流程会由于问题和目标的不同而有很大区别。 2.1国内研究现状 文献[3]分析了分布式发电接入后对配网系统短路电流、继电保护以及重合闸的影响;以保证原有保护配置可靠动作为条件,提出计算分布式电源准入容量的计算模型和方法。 文献[4]计及新增负荷节点对网络结构的影响,采用最小化配电网年费用作为优化目标函数对分布式发电的布点和定容进行优化;但DG的布点和定容问题实际上是包括可靠性、经济性等在内的一个多目标优化问题。 文献[5]建立了分布式发电投资成本最小、网损最小和静态电压稳定裕度最大的多目标规划模型,采用模糊优化理论将三个优化子目标转化为单目标函数,并用改进的自适应遗传算法求解;但不能得到完整的Pareto解集,很难得到最优解。 2.2国外研究现状 文献[6]通过对潮流分布方程的灵敏度分析,确定DG的安装位置,并通过可靠性指数计算,进一步优化系统的可靠性。 文献[7]则在考虑到技术条件限制的情况下,基于线性规划来确定最佳DG配置。 文献[8]提出一种基于多目标规划和决策理论的方法,考虑DG作为配电网发展的一个选项,找到系统的最佳发展计划。 文献[9]提出了一种新的综合模型,在目标函数中不仅计入了新增变压器和新建线路所需的费用,同时还考虑了待选的分布式电源的投资和运行成本、配电公司用于购买新增负荷所需电力的费用、用于赔偿供电损失的费用。由于模型的成立是建立的没有新增的负荷节点的前提下,且文中没有提出相应的求解算法,故仅适用于负荷节点较少的情况。 三、含分布式发电的配电网规划模型 3.1规划模型的目标函数 (1)分布式发电的投资成本包括设备综合成本和安装成本,投资成本最小的目标函数为: 3.2规划模型的约束条件 等式约束条件为分布式发电接入配电网后的系统功率平衡方程;不等式约束条件为节点电压上下限、支路功率最大限、分布式发电容

分布式电源对县级配电网电压水平影响的研究毕业

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毕业论文题目分布式电源对县级配电网电压水平影响的研究 专业:电气工程及其自动化 学院:电气工程学院 年级: 学习形式: 学号: 论文作者: 指导教师: 职称:

郑重声明 本人的学位论文是在导师指导下独立撰写并完成的,学位论文没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为,否则,本人愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果,特此郑重声明。 学位论文作者(签名): 年月日

摘要 分布式电源的接入使得配电系统从放射状无源网络变为分布有中小型电源的有源网络。带来了使单向流动的电流方向具有了不确定性等等问题,使得配电系统的控制和管理变得更加复杂。但同时,分布式电源又具有提高电网可靠性,绿色节能,等等优点,所以为更好的利用分布式电源为人类造福,我们必须对其进行研究与分析。 本文采取通过利用仿真软件Matlab编写计算潮流程序模拟分布式电源接入配电网的模型进行潮流计算的方法对分布式电源的稳态影响进行探索与分析。 选取了34节点的配电网网络模型,通过对单个以及多个分布式电源的接入位置以及容量的不同情况对34节点配电网的网损以及节点电压状况进行了分析。 关键词:分布式电源、配电网、牛顿拉夫逊法

Abstract The distributed generation access to distribution system makes passive radial distribution network to active medium-sized power distribution network. It brings uncertainty to one-way direction power flow, etc., and it makes the control and management of the distribution system more complicated. Otherwise, it can bring a lot of benefits, such as more reliable, and it is green power. The distributed generation should be better known , so we can benefits more. So the program called Matlab was used to compile a program to solve the power flow problem. By this program, we can text which factor can influence the distributed generation’s access to the distribution system. The IEEE 34 Node model was chosen to be discussed how different factors can influence the power quality. This article analyzes distributed generation’s influence to the distribution system of energy lost and voltage level. Keywords: distributed generation, distribution system, Newton-Laphson method

内蒙古分布式电源接入配电网标准-内蒙古电力

蒙西电网分布式发电项目接入配电网技术规定 (修订) 内蒙古电力(集团)有限责任公司

目录 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 接入系统原则 (3) 5 电能质量 (5) 6 功率控制和电压调节 (7) 7 电压电流与频率响应特性 (8) 8 安全 (9) 9 继电保护与安全自动装置 (10) 10自动化 (12) 11 通信与信息 (12) 12 电能计量 (13) 13 并网检测 (13) 附录1分布式发电项目单点接入配网典型案 (16)

前言 为促进内蒙古西部地区分布式发电项目科学、有序发展,规范分布式发电项目接入配电网的技术指标,内蒙古电力(集团)有限责任公司修编了内电发展【2013】390号《蒙西电网分布式新能源接入配电网技术规定》技术规定。 根据内蒙古西部配电网结构特点和安全运行要求,结合内蒙古分布式发电项目的特性,在深入研究分布式发电项目对配电网影响的基础上,并充分吸收国家有关分布式发电项目接入配电网的规定和成果的基础上制定本标准。该标准在电能质量、安全和保护、电能计量、通讯和运行响应特性方面参考了已有的国家标准、行业标准、IEC标准、IEEE标准。本标准中规定了通过10千伏及以下电压等级接入电网的新建或扩建分布式发电项目接入配电网应满足的技术要求。 本标准主要起草单位:内蒙古电力科学研究院。

蒙西电网分布式发电项目接入配电网技术规定 1 范围 本规定适用于内蒙古西部电网范围内的分布式发电项目接入配电网,分布式发电项目发电是指位于用户附近,所发电能就地消纳,以10千伏及以下电压接入电网,不需要升压送出,且单个并网点总装机容量不超过5兆瓦的新能源发电项目。分布式发电项目包括:总装机容量5万千瓦及以下的小水电站;以各个电压等级接入配电网的风能、太阳能、生物质能、海洋能、地热能等发电项目发电;除煤炭直接燃烧以外的各种废弃物发电,多种能源互补发电,余热余压余气发电、煤矿瓦斯发电等资源综合利用发电;总装机容量5万千瓦及以下的煤层气发电;综合能源利用效率高于70%且电力就地消纳的天然气热电冷联供等。 本标准规定了新建和扩建分布式发电项目接入配电网运行应遵循的一般原则和技术要求,改建分布式发电项目接入可参照本规定执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规定的引用而成为本规定的条款。凡是标注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规定,但鼓励根据本规定达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规定。 GB2894 安全标志及其使用导则 GB/T 12325—2008 电能质量供电电压偏差 GB/T 12326—2008 电能质量电压波动和闪变 GB/T 14549—1993 电能质量公用电网谐波 GB/T 15543—2008 电能质量三相电压不平衡 GB/T 15945—2008 电能质量电力系统频率偏差 GB/T 20320—2013 风力发电机组电能质量测试和评估方法 GB/T 14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程 GB/T 29319-2012 光伏发电系统接入配电网技术规定 GB/T 19964-2012 光伏发电站接入电力系统技术规定 DL/T 584—2007 3kV~110kV电网继电保护装置运行整定规程

影响短路电流因素分析

短路电流的计算及影响计算结果的因素 经典的短路电流计算方法为:取变比为1.0,不考虑线路充电电容和并联补偿,不考虑负荷电流和负荷的影响,节点电压取1.0,发电机空载。短路电流计算的标准主要有IEC标准和ANSI标准,我国采用的是IEC标准。 国标规定了短路电流的计算方法、计算条件。国标推荐的三相短路电流计算方法是等值电压源法,其计算条件为:(1)不考虑非旋转负载的运行数据和发电机励磁方式;(2)忽略线路电容和非旋转负载的并联导纳:(3)具有分接开关的变压器,其开关位置均视为在主分接位置;(4)不计弧电阻:(5)35kV及以上系统的最大短路电流计算时,等值电压源取标称电压的1.1,但不超过设备的最高运行电压。 采用IEC标准进行短路电流计算时,允许用户任意设定短路电流计算的初值条件。可设定的选项包括:(1)变比选择:1.0或正常变比;(2)考虑充电电容与否;(3)计及并联补偿与否;(4)节点电压值;(5)发电机功率因素。 变压器变比增大时,从本母线看出去的变压器变比增加了,变压器支路的等值阻抗将增加,短路电流将减小:反之,变压器支路的等值阻抗将减小,短路电流将增加。变比的大幅变化对短路电流的影响相对较小;除基于潮流的短路电流计算外,短路电流计算一般均不考虑线路充电电容、线路高抗、低压并联电容器、电抗器等设备的影响。考虑并联补偿时,短路电流的变化相对较小,而且,考虑并联补偿后,短路电流的变化有升有降,其中,若是容性补偿占主导影响,短路电流增加,反之,则下降;考虑充电电容时,短路电流的变化幅度较大;若同时考虑充电电容和并联补偿,其影响是两者的叠加;在短路电流计算中,除基于潮流的短路电流计算外,发电机一般设为空载,所以,发电机的空载电势与其端电压相同。若发电机处于负载状态,其空载电势将大于发电机端电压,且在有功功率相同的情况下,功率因素越低,负载率越高,电流越大,空载电势越大,故障前短路点的母线电压也越高,所

分布式电源对配网自动化的影响

分布式电源对配网自动化的影响 发表时间:2019-05-17T09:16:39.333Z 来源:《电力设备》2018年第33期作者:邹兰珍 [导读] 摘要:随着社会经济的发展,能源消耗越来越大,分布式电源也越来越快,与人们的生活密切相关。 (广东电网有限责任公司江门新会供电局 529100) 摘要:随着社会经济的发展,能源消耗越来越大,分布式电源也越来越快,与人们的生活密切相关。分布式电源是利用可再生能源,把原有的传统单电源辐射型网络改变成双电源乃至多电源网络形式。本文讲述了分布式电源的特点、对配电网的影响及其消纳方式。 关键词:分布式电源;配电网;影响 1 引言 随着社会经济的快速发展,能源已经成为人们日常生产生活中必不可少的一环。随着社会生产技术的进步以及对能源的需求日渐加大,而传统的煤炭、石油等化石能源数量有限,显然不能满足增长需求,节约能源和开发可再生能源是必然的结果。可再生能源绿色、环保,取之不尽用之不竭,在充分利用可再生能源的条件下,分布式电源技术随之兴起。利用分布式电源与配电网相结合,可以一定程度上解决电力供给不足、环境污染等问题。而对分布式电源对配电网的应用和影响研究具有重要意义。 2 分布式电源的特点 分布式电源英文名为distributed generation,一般简称为DG,是一种新型电源技术,是社会经济发展的必然。分布式电源之所以能够快速兴起,一方面是经济发展的必然结果,另一方面,是它绿色环保的属性决定的,它利用一些可再生能源进行发电,例如:风能、太阳能,甚至是利用废弃能源发电。除此之外,分布式电源还有诸如以下特点: ①与负荷距离比较近,可以及时追踪用户负荷情况,有效调整系统,还能实现黑启动; ②能够减少电力线路的传送功率,降低因远距离输电引起的网络损耗,从而延长电力线路的使用寿命; ③分布式电源的容量较小,即插即用; ④控制与传统发电机组比较弱,只能算作大机组的负负载; ⑤利用可再生能源,对环境友好,绿色环保,节约能源。 3 对配电网的影响 3.1 对配电网规划影响 分布式电源的接入,对配电网规划造成深远的影响。主要表现为以下几个方面:一是分布式电源的接入会改变系统的负荷增长方式,使原有的配电系统的负荷预测面临着更多不确定性;二是配电网本身节点数很多,系统增加的大量分布式电源节点,使所有网络结构中寻找最优网络布置方案更加困难;三是对于含多种类型的分布式电源混合联网供电系统,根据各类型能源特征建立模型,在配电网中确定合理的电源结构,协调利用各类型电源成为有待解决的问题;四是因多个位置不同,负荷电源不能均通过整个电力系统接入大电网,各个小型电源无法收到完整控制,也不能使各个小型电源均接入通讯装置,使调度在进行研究负荷调度与分配,进一步增大了不少难度,比如安全监控与数据采集系统无法接入主网,使得调度人员无法对分布式电源的运行进行实时的监控,使各分布式电源的运行方式与负荷调度均不可控制,导致配电网安全稳定运行的难度以及主网的整体控制难度都明显的增大,也会是导致主网与配电网检修作业带来更多麻烦。 3.2 对供电可靠性的影响 分布式电源接入配电网系统,其供电可靠性将发生变化。配电网处于电力系统末端,是电力系统向电力用户提供和分配电能的重要环节,而配电网多为辐射状网络,故障发生率比较高;分布式电源接入后,配电网变成了多电源与用户相连的环状网络,即便某些线路发生故障,分布式电源可构成自供用电系统,即孤岛运行状态,也称孤岛效应。从这方面来说,分布式电源的接入对提高配电网供电可靠性是有利的,但是万物皆有两面性,孤岛效应虽然可以提高供电可靠性,但是它还可能造成电力孤岛区域的频率和电压的不稳定,容易引起用电设备的损坏,严重时可能会对电网负载以及人身安全造成危害,所以孤岛保护还有待深入研究 3.3 对配电质量的影响 分布式电源的接入对配电网也会带来谐波污染的问题。首先,间歇性和不稳定性,如风能、太阳能发电,它们有着显著的不稳定性,与天气有着显著的相关性;再者,风力发电系统和光伏发电系统一般都配有整流-逆变设备和大量电力电子装置,其电源本身就是一个谐波源,而且分布式发电系统一般发出的电是直流电,需要经过逆变器进行升压并网,这个过程中,不同类型分布式电机、不同的分布式发电联网方式引起电压波动,会产生不同次数的谐波。 一般来说,接入的分布式电源容量越大、其离母线端越远,对电压分布影响越大,配电网的电压波动也越大。由于谐波的注入,进而会引起配电网电压发生畸变,使配电网的电能质量受到一定的影响,因而需要配置滤波装置、无功补偿设备等一直谐波分量。 3.4 对配电网继电保护的影响 一、多个分布式电源接入对配电网继电保护的影响 配电网继电保护跟传统主网系统的继电保护相比简单的多,常常会使用时间级差保护、电流级差保护和过电压保护等方法。保护动作包括设备故障点上游侧保护装置进行故障切除和上下级的装置做到后备保护。当接入了分布式电源后,配网结构也会出现变化,分布式电源会增加电流,恶化故障点的故障,还会在一定程度上导致出现节点短路,甚至会使得保护装置的灵敏度受到影响,导致保护范围变化,最终线路的上下级配合受到影响。 二、双向电力潮流对配电网继电保护的影响 配电网供电是使用单端电源,也没有设置继电保护方向元件,当接入了分布式电源后,配电网会变成双端电源供电形式。当线路上游出现故障时,分布式电源产生的故障电流会从负荷侧流向系统侧,上游和下游都会出现故障,因为缺少方向元件,故障电流可能会远远超出整定值,直接影响到保护动作的选择性。因此,方向元件是分布式电源系统中不可缺少的一大重要元件,会直接影响整个继电保护的实际情况。 三、分布式电源接入配电网后对系统短路电流处理策略的影响 对系统的短路电流影响,会因为接入等效阻抗的比值不同而有所区别,并且会因为保护位置不同而有所区别,也会造成完全不同的影响效果。

分布式电源接入对电网的影响综述

Advances in Energy and Power Engineering 电力与能源进展, 2017, 5(1), 13-18 Published Online February 2017 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/b813615583.html,/journal/aepe https://https://www.wendangku.net/doc/b813615583.html,/10.12677/aepe.2017.51003 文章引用: 杨帆, 段梦诺, 张章, 刘英英, 徐晶. 分布式电源接入对电网的影响综述[J]. 电力与能源进展, 2017, 5(1): An Overview of Influence on the Grid by Distributed Generation Access Fan Yang, Mengnuo Duan, Zhang Zhang, Yingying Liu, Jing Xu Economic Research Institute of Tianjin Electric Power Company, Tianjin Received: Feb. 7th , 2017; accepted: Feb. 20th , 2017; published: Feb. 23rd , 2017 Abstract As the development of social economy, cascading failures caused by grid’s single power supply mode have happened some times, and that can’t meet the demand of social economy development. On the other hand, energy shortage and environmental pollution problem is inevitable for grid construction. Distributed generation represented by renewable energy generation is flexible, safe and clean, and it provides a new idea to relieve the shortage of energy, solve the environmental pollution problem, and improve the reliability and flexibility of the grid. This paper analyzes the influences on grid by distributed generation access and the problems of distributed generation access. The development direction of distributed generation is proposed. Keywords Distributed Generation, Grid Planning, Grid Reliability 分布式电源接入对电网的影响综述 杨 帆,段梦诺,张 章,刘英英,徐 晶 国网天津市电力公司经济技术研究院,天津 收稿日期:2017年2月7日;录用日期:2017年2月20日;发布日期:2017年2月23日 摘 要 随着社会经济的飞速发展,由于供电模式单一导致的连锁故障在大电网中的屡次发生,无法社会发展的需求;另一方面,能源短缺、环境污染问题愈发严重,已经成为电力建设不可回避的问题。以可再生能源为主的分布式电源具有灵活、安全、清洁等特点,为节省投资、降低能耗与污染、提高电力系统可靠

分布式电源的配电网规划与优化运行

分布式电源的配电网规划与优化运行 分布式电源指的是,没有与集中的电力系统进行连接的低等级电源,这种电源在产生电力能源的过程中,主要利用风能和太阳能。在进行分布式电源使用的过程中,会对配电网的建设,产生一定的影响。因此相关的人员必须采用双层规划的方法,对含有分布式电源的配电网进行优化配置,才能保证配电网在运行过程中,更加的安全稳定。在进行电源使用的过程中,会受到环境因素的影响,因为这种电源的特性比较复杂。在进行电源和网架规划协调的过程中,可以提高電力系统的运行稳定性。本文就分布式电源的配电网规划与优化运行进行相关的分析和探讨。 标签:分布式电源;配电网规划;优化运行;分析探讨 在接入分布式电源之后,配电网的控制方式和结构,都会发生相应的变化。随着当前新能源的开发和利用,在进行分布式类型电源应用的过程中,建设的配电网规模变得越来越大。这种电源的应用,会对网络的运行,产生更大的影响。因此在进行电源使用的过程中,必须对电源的应用形式,进行准确的把握,才能对配电网进行优化配置,确保配电网的运行,更加的高效经济。电力企业在进行这种电源应用的过程中,也要采用综合管理方式,对电源的安装进行严格的控制,确保电源的安装,更加的科学合理[1]。 1分布式电源 分布式电源指功率为数千瓦到50MW小型模块式的独立电源,这些电源一般是电力部门、电力用户以及第三方,为了满足高峰期城市居民、商业区居民用电需求,在用户现场或者靠近用户现场安装比较小的发电机组,满足用户用电需求,同时支持现有配电网的运行要求。这种较小的发电机组有燃料电池、小型光伏发电、小型燃气轮机、燃气轮机和燃料电池混合装置。与传统的电源相比,分布式电源可以根据用户实际需求进行建设,降低电网建设的成本。分布式电源各个机组相互独立,可以根据电力用户的实际情况进行调节,一旦发生电力故障,只针对故障发电机组,不会影响到其他发电机组,因此电网运行安全性、可靠性高。其次,分布式电源可以弥补集中式发电的缺陷,为电力用户提供不间断供电。分布式电源的损耗比较低,它不需要建设配电站,避免配电网线路较长,增加线损率。 2分布式电源对配电网规划的影响 2.1配电网规划更加复杂 分布式电源对配电网规划的负荷预测、目标等方面造成一定的影响。对电力负荷预测负荷的影响:分布式电源可以满足部分偏远地区或者商业区用户需求,减少用户从配电网主网中的获电量,从而抵消电网负荷的增长。配电网的电力负荷预测是根据配电网的增长量,如果分布式电源抵消了配电网负荷的增长,

分布式电源接入系统存在问题的浅析

分布式电源接入系统存在问题的浅析 【摘要】随着电网规模的不断扩大,超大规模电力系统的弊端也日益显现,而分布式电源在负荷处就近供电,有灵活性高、成本和损耗低、节能环保等显著优势,然而,分布式电源在接入系统时也存在一系列问题。本文对分布式电源的存在的问题进行了简要的分析,并探讨了分布式电源未来的发展前景。 【关键词】电力系统;分布式电源;优势;问题;发展前景 1 分布式电源发展的概述 1.1 分布式电源的概念 分布式发电(distributed generation,DG)的概念于1978年在美国公共事业管理政策法中提出。其定义为:直接布置在配电网或分布在负荷附近的发电设施,经济、高效、可靠地发电。分布式发电系统中的发电设施称为分布式电源,主要包括风力发电、太阳能发电、燃料电池、微型燃气轮机等。这些电源通常发电规模较小(一般50MW以下)且靠近用户,一般可以直接向其附近的负荷供电或根据需要向电网输出电能。 分布式电源与传统模式相比具有如下特点: 1)可靠性。分布式电源多采用性能先进的中小型、微型机组,开停机方便、操作简单且各电站相互独立,不会发生大规模的供电事故。 2)经济性。减少了由电能远距离传输所带来的线损和各种稳定方面的问题。 3)灵活性。分布式电源投资小、占地少、建设周期短,有利于在较短时间内解决电力短缺问题。 4)环保性。分布式电源可使用天然气、可再生能源等清洁能源为燃料,大大减少了温室气体的排放。此外,就近供电模式减少了大容量远距离高电压输电线建设,减少了高压输电线的电磁污染。 1.2 国内外研究现状 近年来,分布式电源技术以其独有的环保性和经济性引起越来越多的关注。英国纽卡斯尔大学致力于研发综合的分布式能源系统评估软件,拟用于微型燃料电池、燃气轮机和燃气内燃机驱动的分布式能源系统的设计、优化、应用以及监控。澳大利亚相关研究机构亦在纽卡斯尔建立能源研究中心,提供分布式能源方面最新的研究成果和开发设施。 在我国,分布式电源方面的研究相对较少,且大多集中在电源本身,在分布

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