第一篇:新能源发电对并网的影响
现代能量管理系统课程
论文
——新能源发电对系统并网运行的影响及对策
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摘要:
可再生能源发电的开发利用日益受到重视,其规模的扩大也给电网调度运行带来了新的课题和挑战,同时我们可以预见,可再生能源发电将是未来电力市场的重要组成部分,而风能和光伏等新能源发电存在不稳定、可调度性低、接入电网技术性能差和对电网谐波管理的影响等一系列问题,文章针对我国可再生能源发电及并网的特点,阐述了可再生能源发电给并网带来的问题,并提出了可再生能源并网运行的相关对策。
关键字:
可再生能源;风电,光伏,并网,随机性,影响,稳定性,对策
一、我国可再生能源发电的现状、特点及研究意义:
1、我国可再生能源发电的现状:
截至2011年底,我国新能源安装容量达到7000万kW,居世界首位,并网新能源装机容量达到5409万kW,同比增长47.4%,约占全部发电装机容量的5.1%。其中,风电并网容量约占并网新能源装机总量的85.5%;并网太阳能光伏装机容量约占并网新能源装机总量的4.4%;生物质及其他新能源发电装机容量约占并网新能源装机总量的10.1%。2011年,我国新能源发电量约为1016亿kW•h,同比增长29.9%,约占全部发电量的2.2%。其中,风电发电量约占新能源发电总量的72.0%;太阳能光伏发电约占0.9%;生物质及其他新能源发电约占27.1%。2011年我国新能源发电量按发电煤耗320g/(kW•h)计算,相当于节约3241万tce,减排二氧化碳9030万t。
我国是世界上风电发展最快的国家,同时,我国太阳能热水器集热面积居世界第一位,约占世界总量的三分之二。
2、我国可再生能源发电的特点:
我国风电发展整体呈现大规模开发、远距离传输、高电压等级集中接入为主,分散接入、就地消纳为辅的特点。我国光伏发电接入电网呈现出大规模集中接入与分布式接入并举的特点。
我国可再生能源发电的运行特点主要如下:
(1)装机容量较小。如小水电的装机容量为50 MW及以下:目前国际上研制的超大型风力发电机单机容量也仅为6 000 kW.而国内目前主力机型是600 kW,750 kW,1 200 kW;目前中国最大的太阳能光伏发电项目装机容量刚突破千瓦级;江苏兴化市中科生物质能发电有限公司装机容量5 000 kW.已是国内最大的生物质能发电项目:最大的地热电站西藏羊八井地热电站装机容量约为25 MW:1980年5月建成的浙江省温岭县江厦潮汐试验电站装机容量为3 200 kW。已成为中国最大的潮汐电站。
(2)发电稳定性较差。如小水电的发电能力随雨量变化而变化,各地还各有其特点,不但丰水年、枯水年不同,全年也有季节性变化,即便一日之间,其可用的来水量,也有很大的不确定性.由于库容不大,下级径流电站几乎无调节性:风能发电的稳定性较小水电更差,需要电网来支持;太阳能只能白天发电,照射量的强度和角度一日间也有变化,云层移动和厚薄的变化等,都会影响其发电功率,不满足工业用电的稳定需求。
(3)调频调压能力有限。常规能源发电机组对电网调频和调压有着重要的作用,而目前可再生能源机组由于容量较小。很多小电站无人值守,所以无法参与系统调整,即便参与调节,其调节能力也极为有限。至于风电机组,当系统运行参数超过一定范围时会自动停机,如果运行条件进一步恶化。还可能造成电网稳定雪崩效应。
3、我国可再生能源发电并网运行的研究意义:
国家发改委公布的《可再生能源中长期发展规划》提出,到2020年,全国水电装机容量将达到3亿kW(其中小水电7 500万kW),生物质能发电装机3 000万kW。风电装机3 000万kW,太阳能发电装机180万kW。
可以看出,随着可再生能源发电容量在电力系统中所占比例的增加,其对电力系统的影响就会越来越显著。所以,随机性、间歇性可再生能源发电如何友好的并网以及如何解决可再生能源发电并网后给电力系统 2 带来的种种问题,成为越来越迫切需要解决的问题。
二、我国间歇性可再生能源发电并网运行面临的技术问题:
1、风电建设与电网发展不配套。
风电发展规划侧重于资源发展规划,与电网发展规划不协调,在一些地区的风电发展规划中缺乏具体的风电送出和电力消纳的方案。大规模风电基地建设应从国家层面统筹考虑输电线路、网络结构及落点等问题。
由于风电基地输电规划不落实、跨省、跨区电网建设滞后,以及风电场和送出工程建设周期不匹配等原因,部分风电项目出现送出受阻情况。
2、风电与常规电源之间缺乏协调。
风电规划与常规电源规划之间缺乏协调,部分地区风电与常规电源之间存在电力与电量竞争的现象,风电大规模开发显著降低了常规电源的年运行小时数。
另外,调峰电源制约了系统接纳风电的规模,致使部分地区在负荷低谷时限制风电出力。
3、风能资源分布与电力需求不协调,需强大的电网资源配置能力。
风能资源与电力需求大体上呈逆向分布。陆上风能主要分布在西北、华北、东北地区,电力负荷中心集中在东部、中部地区。经济发展与风能资源分布的不平衡,决定了我国风电的大规模开发,必须经过电网在全国范围内优化配置。
4、电力系统安全稳定运行问题。
(1)电网调峰能力不足
风电出力具有随机性、间歇性,大规模风电接入导致电网等效负荷峰谷差变大,即反调节特性明显,增加了系统调峰难度。
我国风电发展较为集中的三北地区电源结构都是以火电为主,基本没有燃油、燃气机组,调节能力不强。东北、华北火电占80%以上,且供热机组较多,西北地区水电较多,但主要集中在没有风电的青海,且受防凌、防汛等多种因素的限制,调节能力不强。我国快速调节电源只占17%。相比之下,美国2007年快速调节电源约占50%,德国快速调节电源约占25%。(2)电压控制难度加大
风电出力变化范围大,且具有随机性,在风电场不能参与电压控制的情况下,显著增加了电网电压控制的难度。
(3)调频难度加大
风电机组输出的有功功率主要随风能变化而调整,随机性强,可预测性差,而我国现有运行风电机组均不参与系统频率调整,所以,电网频率调整必须由传统电厂分担。在大规模风电接入电网的情况下,随着风电装机容量在电网中比重增加,参与电网调频电源容量的比例显著下降,需同步配套相应容量的调频电源。(4)未经检测认证的风电机组并网运行使电力系统遭受冲击
河南三门峡地区曾发生过电网三相电压不平衡度未超过国标规定值时,由于风电机组三相电压不平衡耐受度不满足要求,电气化列车通过时,2.5万千瓦风电机组退出运行的情况。
5、风电机组性能问题。
风电机组缺少支撑电力系统安全稳定运行的控制性能。例如,风电机组应具有低电压穿越能力,以防止在系统出现扰动或故障情况下脱网停机,对电网造成更大冲击。由于风电机组不具备低电压穿越能力导致的大范围风电切机情况在东北吉林电网及西北电网的甘肃玉门风电场等都发生过。
6、并网过程对电网的冲击问题。
部分可再生能源发电机组由于容量小,常常采用异步发电机。由于没有独立的励磁装置,并网前发电机本身没有电压。因此并网时必然伴随一个过渡过程,会出现5—6倍额定电流的冲击电流。对小容量的电网而言,大量异步电机同时并网瞬间将会造成电网电压的大幅度下跌,从而影响接在同一电网上的其它电器设备的正常运行,甚至会影响到整个电网的稳定与安全。目前可以通过装设软起动装置和风机非同期并网来削弱冲击电流,但可能给电网带来一定的谐波污染。
7、对电能质量的影响问题。
随机性较强的可再生能源发电机组对电能质量的影响主要表现为频率波动、电压波动、电压闪变、电压跌落及谐波等。当并网的可再生能源发电机组启停或输出功率波动时,将导致电网频率波动、电压波动,引起电压闪变和跌落等问题。谐波问题主要出现在风电上,主要有两种方式:一种是风力发电机本身配备的电力电子装置,另一种是风力发电机的并联补偿电容器可能和线路电抗发生谐振。
8、对发电计划与调度的影响问题。
传统的发电计划基于电源的可靠性以及负荷的可预测性,但部分可再生能源电站出力的不可控性和随机性使得对其既不能进行可靠的负荷预测,也不可能制定和实施正确的发电计划。随着这类随机电源容量比例的增加,必将给电网调度带来不少压力。
9、对保护装置的影响问题。
异步发电机在发生近距离三相短路故障时不能提供持续的故障电流,在不对称故障时提供的短路电流也非常有限。相关保护应根据有限的故障电流来检测故障的发生,使保护装置准确而快速的动作;另一方面,尽管其提供的故障电流非常有限,但也有可能会影响现有配电网络保护装置的正确运行。此外,对于风电来说,为了减少风电机组的频繁投切对接触器的损害,有风期间风电机组都保持与电网相连,当风速在起动值附近变化时,允许风电机组短时以电动机运行。因此,风电场与电网之间联络线的功率流向有时是双向的,风电场继电保护装置的配置和整定应充分考虑到这种运行方式。
三、可再生能源并网运行的对策:
促进电网和可再生能源协调发展,加强调度运行管理。服务可再生能源发展是电网企业适应能源结构变化和新能源格局要求的必然选择。根据这一原则和目标,从管理与技术层面提出如下对策:
1、树立法制观念,依法调度。
学会运用法律和经济手段做好电网调度管理工作。采取切实可行的措施来实现电网的优化调度。要研究电力市场规律,遵守市场规则。应积极争取相关政府部门支持。携手制定可再生能源电站的相关调度管理办法。实行调度管理有法可循、有据可依。
2、科学合理研究规划可再生能源接入容量。
决定一个电网可再生能源装机容量的主要技术因素包括该电网的负荷水平、电源结构和备用容量、电能质量控制指标及系统的稳定性约束等。综合以上各种因素后,才能更合理地确定可再生能源的装机容量。电网调度机构要积极参与电网及新能源的建设规划,做到电网结构合理、优化,可再生能源与电网协调配合,大电源与小电源协调发展,为电网运行提供一个好的物质基础。
3、加快电网建设,促进协调可再生能源发展。
只有建设一个坚强的电网,才能为可再生能源开发利用提供接入、调峰、消纳等多方面的支持。电网企业应在积极争取国家可再生能源发电配套支持政策的基础上,加快电网基础建设和技术改造。其重点应放在提高电网安全稳定水平、提高电网输送能力、提高设备健康水平、降低供电能耗等方面。具体可体现在积极灵活应用交流输电(FACTS)技术,特别是可控串补(TCSC)和静止无功补偿装置(SVC);积极稳妥实施电网分层分区;积极推广技术先进、成熟的紧凑型输电技术和同杆多回输电技术;积极采取输电线路实时动态增容技术等。
4、积极研究吸纳新技术,提高可再生能源并网性能。
部分可再生能源发电的不确定性给电网控制带来挑战,必须研究吸纳新技术。从全局考虑,一方面要适应其不确定性,提高其供电可靠性;另一方面,必须加强对机组的监控和保护。由于电力电子器件性价比的不断提高,使得变速恒频双馈风力发电机组等新型可再生能源发电机组趋向普遍。这类机组具有提高风能利用率、可通过励磁调整发电功率、取消补偿电容、可向电网输送无功、并网冲击不大等优点,其发电功率的可控性和向电网输送无功等并网性能的提高有利于电网稳定和扩大风电机组并网的允许容量。
5、提高风电、太阳能等出力预测精度。
风力、太阳能发电的最大特点是间歇性和不可控性。发展适合电网中短期风力、太阳能发电负荷预测方 4 法,提高风电负荷预测精度,有助于科学管理、优化电网的经济运行,有助于调度员对电网进行调峰、调频、调压。实践表明,风电运行是有规律可循的.细化研究还需进一步开展。
6、加强调度管理,逐步规范可再生能源发电运行要求。
电力系统是由发电、输电、变电、配电、用电等一次设备以及为保障其安全优质经济运行所需要的二次设备组成的统一整体。电力生产的规律和特点要求电力系统实行统一调度、分级管理。对并网可再生能源发电调度管理的建议如下:把好并网调度协议签订关,理顺各类并网可再生能源电站的调度关系;明确省调、地调、县调的管辖范围,保证电网安全生产秩序;完善、提高可再生能源电站实时信息采集的技术手段;对小水电应逐步建设和完善地调水调自动化系统,加强其出力管理;科学安排,充分利用,提高可再生能源电站的优化调度效率;对小水电群实行联合经济调度。
结语:
清洁、环保的可再生能源的开发利用已经成为世界关注的热点,可再生能源并网运行也已成为电力行业发展必须解决的问题。《中华人民共和国可再生能源法》更为可再生能源发电优先调度提供了法律依据和强制要求。电网企业要根据国家政策进行前瞻性的研究和建设。根据相关法律法规加强调度运行管理,在确保电网安全的前提下促进可再生能源的协调发展。以适应能源结构和新能源格局要求的变化。
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第二篇:风力发电并网对电力系统造成的影响及其应对措施
风力发电并网对电力系统造成的影响及其
应对措施
风力发电是一种清洁的可再生能源 它能够带来显著的环境效益和社会效益 合理有效地利用风能源对我国实现高速可持续发展具有极其重要的意义 随着风电装机容量在电网中所占比例的增长风力发电对电网的影响范围从局部逐渐扩大 目前 风电接入电网出现了与以往不同的特点 表现为 单个风力发电场容量增大 风电场接入电网的电压等级更高 增加的风电接入容量与接入更高的电压等级使得电网受风电影响的范围更广 在风电穿透功率较大的电网中 由于风电注入改变了电网原有的潮流分布 线路传输功率与整个系统的惯量 并且由于风电机组与传统同步发电机组有不同的稳态与暂态特性 因此风电接入后电网的电压稳定性 暂态稳定性及频率稳定性都会发生变化所以在风电场建设与接入电网之前 进行必要的包含风电场的电力系统分析计算 研究风电场并网后系统运行的稳定性变化情况 无论是对于风电场业主还是电网部门而言 都是非常必要的。风能发电的特点是:
a)风能的稳定性差。风能属于过程性能源,是不可控的,具有随机性、间歇性、不稳定性的特点,风速和风向决定了风力发电机的发电状态以及出力的大小。
b)风能不能储存。对于单机独立运行的风力发电机组,要保证不间断供电,必须配备相应的储能装置。
c)风电场的分布位置通常比较偏远。我国的风电场多数集中在风能资源比较丰富的西北、华北和东北地区。由于风能发电具有以上特点,使得风电的开发和利用较之水力发电困难得多。风电的最大缺点是稳定性差,若风电系统所产生的电能直接并入电网,将影响局部电网运行的稳定。
影响
一、对系统稳定性的影响
大规模风电场接人电力系统时,风电场对无功功率的需求是导致电网电压稳定性降低的主要原因。研究表明:一方面,风电场的有功出力使负荷特性极限功率增大,增强了静态电压稳定性;另一方面,风电场的无功需求使负荷特性的极限功率减少,降低了静态电压稳定性。目前,风力发电多采用异步发电机,需要外部系统提供无功支持。变速恒频风电系统在向电网注入功率的同时需要从电网吸收大量的无功功率,风电场的无功仍可看作是一个正的无功负荷,因此,当风电场的容量较大且无功控制能力不足时,易影响电压的稳定性,严重时会造成电压崩溃。风电场的并网改变了配电网的功率流向和潮流分布,这是既有的电网在规划和设计时未曾考虑的。因此,随着风电注入功率的增加,风电场附近局部电网的电压和联络线功率将超出安全运行范围,影响系统的稳定性。随着各地风力发电的蓬勃发展,风电场的规模不断扩大,风电装机容量在系统中所占的比例不断增加,风电输出的不稳定性对电网的功率冲击效应也不断增大,对系统稳定性的影响就更加明显。情况严重时,将会使系统失去动态稳定性,导致整个系统瓦解。
二、对电能质量的影响
目前,电压波动和闪变是风力发电对电网电能质量的主要负面影响之一。风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率呈波动性,可能会影响电网的电能质量,如电压偏差、电压波动和闪变、谐波等。虽然大多数风电机组采用软并网方式,但在启动时仍会产生5~6倍额定电流的冲击电流,对小容量的电网而言,风电场并网瞬间将造成电网电压的大幅度下跌;正常运行时的风速变化也会导致风机出力的波动而影响电能质量。随着风速的增大,风电机组产生的电压波动和闪变也将增大,并且风电机组公共连接点短路比越大,其引起的电压波动和闪变越小。当风速超过切出风速时,风电机组会从额定出力状态自动退出运行,若风电场所有风电机组几乎同时退出,这种冲击对配电网的影响十分明显。与电压波动和闪变相比,风电并网带来的谐波问题也不容忽视。风电并带来谐波的途径主要有2种:
a)风力发电机本身的电力电子控制装置可能带来谐波问题。对于直接和电网相连的恒速风力发电机,软启动阶段要通过电力电子装置与电网相连,会产生一定的谐波,不过过程很短,通常可以忽略。变速风力发电机通过整流和逆变装置接入系统,如果电力电子装置的切换频率恰好在产生谐波的范围内,则会产生严重的谐波问题。
b)风力发电机的并联补偿电容器可能与线路电抗发生谐振。在实际运行中,曾检测到在风电场出口变压器的低压侧产生大量谐波。
三、对电网频率的影响
当风速大于切入风速时,风电机组启动挂网运行;当风速低于切入风速时,风电机组停机并与电网解列。当风速大于切出风速时,为保证安全,风电机组必须停机。因此,受风速变化的影响,风电机组的出力也随时变化,一天内可能有多次启动并网和停机解列。风电场不稳定的功率输出会给电网的运行带来许多问题。如果风电容量在电网总装机容量中所占比例很小,风电功率的注入对电网频率影响甚微。但是,当风电场与其他发电方式的电源组成一个小型的孤立电网时,可能会对孤立系统的频率造成较大影响。随着电网中风力发电装机容量所占的比例逐步提高,大量风电功率的波动增大了系统调频的难度,而系统频率的变化又会对风电机组的运行状态产生影响。各国风电接入系统导则都要求风电机组能够在一定的频率范围内正常运行,频率超过一定范围后限制出力运行或延迟一定时间后退出运行,以维持系统的频率稳定。
四、对发电计划与调度的影响
传统的发电计划基于电源的可靠性以及负荷的可预测性,以这2点为基础,发电计划的制定和实施有了可靠的保证。如果电力系统内含有风电场,由于风电场的出力具有极大的随机性,因此会对发电计划的制定和实施产生较大的影响。风电场如果参与调度计划,则需预测未来24h的发电曲线。在日交易计划的实施过程中,由于负荷的非预期变化和发电机组的非计划停运等,电网调度中心还要进行在线校正发电计划,而校正计划一般需要提前30 min下发给电厂和供电公司,如果并网风电场能够预测未来1---3 h的出力,则对电网的调度也是有意义的。
五、对系统备用容量的影响
如果风电功率的波动特性与电网负荷的波动特性一致,那么风电就有自然调峰的作用,反之,将会使电网的调峰问题变得更加突出。风电场并网后,电网的可用调峰容量减去用于平衡负荷波动的备用容量后,剩余的可用调峰容量都能够用于为风电调峰。如果整个电网可用于风电的调峰容量有限,无法完全平衡风电场的功率波动时,就需要限制注入电网的风电功率。因为风电功率的波动对于电网而言完全是随机的,最严重的情况就等于整个风电装机容量大小的风电功率在短时问内的波动,这种情况发生的概率很小,但是在实际运行中无法排除这种可能性。因此,系统要有与风电场额定容量相当的备用容量,以保证电网的安全稳定运行。
应对措施
一、改善稳定性的措施
传统的分组快速投切电容器组可对风电场进行无功补偿以改善系统电压的稳定性,但这种分组投切的电容器不能实现连续的电压调节,投切次数有限,动作也有一定的延时,因此对于风速的快速变化造成的电压波动是无能为力的。静止无功补偿器(static var compensator,SVC)可以快速平滑地调节无功补偿功率的大小,提供动态的电压支撑,改善系统的运行性能。将SVC安装在风电场的出口,根据风电场接人点的电压偏差量来控制SVC补偿的无功功率,能够稳定风电场节点电压,降低风电功率波动对电网电压的影响。具有有功和无功功率综合调节能力的超导储能装置(super conducting magnetic energy storagesystem,SMES)代表了柔性交流输电系统(flexibleAC transmision system,FACTS)的新技术方向,将SMES用于风力发电可实现对电压和频率的同时控制。SMES能灵活地调节有功和无功功率,为系统提供功率补偿,跟踪电气量的波动。在风电场出口安装SMES装置可充分利用其综合调节能力,降低风电场输出功率的波动,稳定风电场电压。SMES是一种有源的补偿装置,与SVC相比,其无功功率补偿量对接入点电压的依赖程度小,在低电压时补偿效果更好。
二、改善电能质量的措施
目前,大部分用于改善和提高电能质量的补偿装置都具有抑制电压波动和闪变的功能。如SVC、有源滤波器(active power filter,APF)、动态电压恢复器(dynamic voltage restorers,DVR)等。电压闪变是电压波动的一种特殊反映,闪变的严重程度与负荷变化引起的电压变动相关,在高压或中压配电网中,电压波动主要与无功负荷的变化量及电网的短路容量有关。在电网短路容量一定的情况下,电压闪变主要是由于无功负荷的剧烈变动所致。因此,抑制电压闪变的最常用方法是安装静止无功补偿装置,目前这方面的技术已相当成熟。APF的工作原理与传统的SVC完全不同,是采用现代电力电子技术和数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。它能生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流并注入电网,对谐波电流进行补偿或抵消,主动消除电力谐波。DVR主要用于补偿输电网产生的电压跌落、闪变和谐波等。它可在电源和敏感负载之间插入一个任意幅值和相位的电压。当电源电压畸变时,改变DVR的电压,可达到稳定敏感负载电压的目的。此外,并网风电机组公共连接点短路比和电网线路X/R值(X、R分别为线路的电抗与电阻)也是影响风电机组引起的电压波动和闪变的重要素。风电机组公共连接点短路比越大,其引起的电压波动和闪变越小。合适的X/R值可使有功功率引起的电压波动被无功功率引起的电压波动所补偿,从而使整个平均闪变值有所减小。研究表明,当线路X/R值很小时,并网风电机组引起的电压波动和闪变很大。当线路X/R值对应的线路阻抗角为60或70度时,并网风电机组引起的电压波动和闪变最小。
导师研究方向与风电并网的结合点浅析
本人所在研究团队由罗隆福导师带队,主要研究高压直流输电以及新型换流变压器的研究与应用。在于风电及其并网的结合上,由于风电具有间歇性以及其对电力系统的影响,可以设想一种曲线“并网”方式,由风电电能转化为高压直流,再逆变为交流电,由于并非直接并网谐波和电压都可以由整流变压器和整流装置控制,方便切除与投入。风电电能如果不是很优质的交流电源,则可以由其转化为专属电池充电能源,以供电动汽车专属能源结构,或者直接进行整流供给需要大量直流电的湿法冶金工厂,这样也减少了逆变的损耗。
第三篇:分布式发电并网问题综述
学术研讨
2011年第2期 38
分布式发电并网问题综述
程汉蓬
李晓辉
(河南城建学院)
摘 要 介绍了分布式发电的相关概念,讨论了分布式发电的并网问题,指出了分布式发电的研究方向。关键词 分布式发电 配电网 孤岛
由于传统电力系统的某些弊端、传统能源资源的枯竭、当今社会 对电能质量要求的提高以及世界各国对环保问题的日益重视,分布式 发电凭借其就地发电服务用户、清洁环保等诸多优点,正受到世界各 国的关注。
1 分布式发电的概念
分布式发电(Distributed Generation,DG)是指规模较小(一般低于 济、高效、可靠地发电。它是区别于传统集中发电、远距离高压输100MW)、分布在负荷附近或连接在配电网上的发电设施,能够经
[1]
(3)DG对供电可靠性和电能质量的影响。DG并网后会对电网 中的电能质量产生多方面的影响,不同类型的DG所产生的影响也会
不平衡、谐波污染等。存在差别,这些电能质量问题可以概括为电压调整、电压闪变、电压
[3]
对于含有大量DG的配电系统,如果DG之间相互协调不好,会降 低系统的可靠性。另外,在系统中出现扰动时,由于DG的高度不确 定性,也可能降低系统的可靠性。
(4)DG对配电网继电保护的影响。当前配电网保护和自动化的 设计基础是假定配电网为单电源、辐射状网络,电网中潮流总是单向 地从电源端流向负荷端。分布式发电接入配电网后,配电网络将变为 一遍布电源和用户互联的网络,潮流也不再单向地从变电站母线流向 响。各负荷。配电网这种根本性的变化对配电网继电保护带来了深刻影
[4]
电、大互联网络的一种供电方式。有的文献页称之为分散式发电,嵌 入式发电,分布式电源。分布式发电包括功率较小内燃机、微型燃气 轮机、燃料电池、太阳能光伏电池和风力发电等。
系统。其中,自治分布式 在运行模式上,分布式发电既可以是自治系统,也可以是非自治
主电网
上与其他电力系统隔离的电力系统是由一组在电气公共耦合点PC CPC C
(PC C)
分布式发电装置组成,并 满足一群用户的所有负荷
D G 连接点
D G连接点
·此外,并网DG有可能在故障发生后不能被快速隔离,并继续向 故障点提供故障电流,这将不利于故障点电弧熄灭,甚至促成瞬时性 故障发展为永久性故障,导致重合失败;还有可能造成非同期重合,从而在电网中引起过电压和过电流。
(5)孤岛问题。所谓孤岛,是指当电网的部分线路因故障或维 修而失去电网电源时,由线路上所连接的DG继续供电,并连同周围 负载所构成的一个自给供电的局部电网。
孤岛运行主要分为两种,计划孤岛运行和非计划孤岛运行。计划 孤岛是根据DG容量和本地负荷的大小,确定合理的孤岛区域,与系 统断开后,保证小系统的稳定运行。由于跳闸等原因造成的范围不确 定、偶然的孤岛运行,称为非计划孤岛运行。
非计划孤岛运行会带来一系列问题,如电能质量下降,威胁公众 及运行人员的安全,影响自动重合闸的成功率等。
为避免非计划孤岛运行带来的问题,当前世界上多数电力系统都 要求在电网中发生故障以后,DG必须尽快与系统断开。IEEE Std. 929-2000规定,分布式发电装置必须采用反孤岛措施来禁止非计划孤 岛的发生。
随着DG数量的日益增加以及竞争力的日益增强,分布式发电装 置有计划的发生孤岛将成为一个有意义的选择。利用DG的孤岛运行
可以提 高供电的可靠性。因此,IEEE Std.1547将分布式发电装置的孤 岛利用作为未来要考虑的任务之一。3结语
分布式发电具有投资少、见效快、节约土地、清洁、环保等一系 列优点。目前,分布式发电无法在发电成本方面与集中式大容量发电 相竞争,然而随着电力体制改革的深化,分布式发电技术和电力电子 技术的进一步发展,分布式发电在传统电力系统中将会有实质性的增 长。
自治分布式电力系统是分需求,也称为微电网。非
布式发电装置与现存电力
负载D G单元D G单元负载
局部电网 1局部电网 2局部电网 3
系统并联运行的系统。图图1 分布式电力系统的结构 1所示为一典型的非自治分布式电力系统。2分布式发电并网问题
将分布式发电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,DG的并网运行将会对电力系统的规划、运行、控制及保护等方面产生诸多不利影响,只有较好地克服好这些不利因 素,才可能实现DG安全、经济的并网运行,从而真正享受到DG所带 来的利益。在美国、欧洲国家,他们的工业发达,用电负荷大,分布 式电源的发展相对中国来说较早一些,但也属于起步阶段,只是理论 上比我国完善。国际电气工程学会己经制定了分布式电源接入配电系 统的相关准则,即IEEE Std.1547-2003标准。
(1)DG对电力系统规划的影响。分布式发电的出现会使电力系 统负荷预测、规划和运行与过去相比有更大的不确定性[2]。由于大量 的用户会安装DG为其提供电能,使得配电网规划人员更加难于准确 预测负荷的增长情况,从而影响后续规划。
另外,规划时最优化工具必须能够准确评估DG对所在电网的影 响,给出并网DG的最优位置和规模,使得DG在电网的逐步渗透过程 中不会破坏电网运行的安全性和经济性。其次,配电网规划中若出现 许多发电机节点,使得在所有可能的网络结构中寻找到最优的网络布 置方案(即可以使建造成本、维护成本和电能损耗最小的方案)就更 加困难。
此外,机组类型及所采用一次能源的多样化,如何在配电网中确 定合理的电源结构,如何协调和有效地利用各种类型的电源就成为新 出现的而且迫切需要解决的问题。
(2)DG对系 统稳定性的影响。传统的配电网一般为单电源网 络,不存在稳定问题,DG的并网运行使得配电网成为一个多电源网 络,也为配电网带来了稳定问题。在配电网中引入少量的DG对整个 电网不会构成太大的影响,然而当电网中存在较多的DG单元或者大 容量的DG单元时,DG的引入将对系统潮流、暂态稳定、电压稳定等 特性产生较大的影响,盲目地引入DG甚至有可能使系统的可靠性和 稳定性恶化。
参考文献
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(六)分散式发电对电力系统的影 响.电力系统自动化,2003,27(15):25-29
作者简介 程汉蓬(1976-),硕士,主要从事电力系统继电保护的 教学和研究。
(收稿日期:2010-11-30)
第四篇:新能源发电曲折路
2009年,很多关注能源发展的人称之为中国新能源发展元年。从国务院总理温家宝在政府工作报告中,首次把新能源发展提到国家战略层面开始,我国政府对新能源产业的重视程度逐步加深。12月初召开的中央经济工作会议,进一步提出要发展战略性新兴产业,推进产业结构调整——在我国能源结构和电源结构调整工作中,发展新能源产业正是其主要工作方向和有力推手。
然而,前途是光明的,道路是曲折的。2009年我国新能源发电,从政府的热切到企业的狂热,经历了不同阶段的跌宕起伏、惊心动魄:
2009年,我国风电装机迅猛发展,但风电的并网难、核准难、送出难等问题尚没有得到解决,风机制造业又显现出低水平重复建设的倾向;
也是2009年,国家发展改革委启动了国内首个光伏发电示范工程特许权项目的招投标工作,光伏发电开始“中兴”,但我国光伏产业“两头在外”的状况并没有从根本上得到扭转,原料生产过程中高污染、高耗能依然存在,而“过剩”问题又引起全社会关注;
同样是2009年,核电建设遍地开花,我国成为核电在建机组最多的国家,成为核电建设的“大工地”,但人们对如此大规模建设安全性的担忧也逐渐升级……
主题:扩内需高奏进行曲
关键词:AP1000千万千瓦级风电基地
纵观2009年我国几大主要新能源的发展,则不得不追溯到2008年年底。国际金融危机蔓延,给我国经济带来了巨大影响。我国政府迅速出台了4万亿投资计划,其中,核电成为能源领域拉动内需的方向之一。在此基础上,2009年5月出台的《装备制造业调整和振兴规划》明确提出,将大型核电站建设项目、大型风电场工程等高效清洁发电项目,列入振兴装备制造业的重点依托工程。从2008年年底到2009年,我国政府对新能源产业的发展给予了空前的重视。
2008年11月,广东阳江核电工程一次性获批6台机组,创造了我国核电史上核准批量最大的纪录。国务院副总理李克强在阳江核电站开工时作出重要批示,并表示祝贺。
2009年4月19日,李克强来到了浙江省三门县,宣布全球首台第三代AP1000核电机组在这里正式开工建设。他强调,新能源产业正孕育着新的经济增长点,也是新一轮国际竞争的战略制高点,当前国际金融危机为新能源产业发展带来了机遇,要把发展新能源作为应对危机的重要举措。
2009年8月,位于甘肃省酒泉市的中国首个千万千瓦级风电基地正式开工。国家发展改革委副主任、国家能源局局长张国宝在开工仪式上表示,酒泉风电基地开工标志着我国风电建设进入了规模化发展的新阶段。
与政府的重视相呼应,2009年我国新能源发电突飞猛进:核电方面,延续2008年势头,在建项目如火如荼,新建项目大批量上马,我国核电的在建机组已达到28台,装机容量达到3140万千瓦。风电方面,还有几个标志性事件值得关注:7月20日,国家发展
改革委把全国分为四类风能资源区,风电从此告别了竞价上网,普遍亏损的局面,迎来了最大的利好消息;10月20日,国内首个海上风电项目启动。光伏发电领域也频传佳音:3月初,国家财政部发布《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》,决定有条件地对部分光伏建筑进行补贴;7月,国内首个光伏发电示范工程特许权项目——甘肃敦煌10兆瓦并网太阳能电站招投标工作尘埃落定;紧随其后,西藏阿里的10兆瓦光伏电站也开始部署特许权招标事宜。
在我国应对金融危机的关键时期,新能源产业对完成扩内需、保增长任务起到了积极而重要的作用。在经济发展目标的指挥下,我国2009年的新能源产业高调扬帆,多方面大力发展,齐头并进,已形成了高速度、大规模的发展趋势。
主题:振人气发展超规划
关键词:可再生能源核电
在我国新能源发展的编年史上,新能源的发展速度超过规划似乎已成定律,很少被打破,2009年也不例外。
2007年9月4日,国家发展改革委发布了《可再生能源中长期发展规划》,提出了我国风电建设的目标是到2010年装机容量达到500万千瓦。2008年3月3日,国家发展改革委《可再生能源发展“十一五”规划》,将2010年风电发展目标由原来的500万千瓦增至1000万千瓦。而从目前的实际发展来看,2009年底,我国风电装机将毫无悬念地超过2000万千瓦,是《可再生能源发展“十一五”规划》中2010年规划风电装机容量的整整两倍!目前,我国风电发展速度已远远超出预期,不仅地方政府的规划目标超过国家的规划目标,而且风电前期工作的规模及投产规模又远远大于国家和地方政府的规划目标。
根据《可再生能源中长期发展规划》,到2010年,我国的光伏发电总容量达到30万千瓦。《可再生能源发展“十一五”规划》再次重申:2010年,光伏发电总容量达到30万千瓦。两个规划中虽然没有提及2009年光伏发电总容量应达到多少,但按目前的速度,到2010年,我国太阳能发电总容量将会大大超过30万千瓦。
2007年10月,我国《核电中长期发展规划(2005~2020年)》正式出台,根据《规划》中设定的发展目标,到2020年,核电运行装机容量争取达到4000万千瓦,并有1800万千瓦的在建项目;核电占全部电力装机容量的比重从不到2%提高到4%左右。如今,还有整整10年时间,而核电在建装机容量已逼近4000万千瓦,按照计划,目前的在建机组将于2014年左右全部建成投产。
从2009年5月份以来,《新能源产业振兴规划》的即将出台就成为业界关注的焦点。8月初,国家能源局有关负责人向媒体透露,一直未出台的原因在于,国家已经将其从一个短期振兴规划,升格为《新兴能源产业发展规划》,着眼的目标也从短期的2012年,延长至2020年。
业内人士分析,新能源产业的发展速度过快,往往使能源规划赶不上发展的速度,因此,能源规划的出台必须更加小心,务求更加贴近实际。同时,新能源产业在发展过程中也已遇
到了一些困难,如何能够高速、健康地进行新能源建设,更成为业界关注的重点。
主题:频预警高热度遇冷
关键词:产能过剩新能源泡沫
有媒体曾用“高烧不退”来形容我国新能源产业的发展。然而,新能源发展的高热度最近却频频遇冷。
8月26日,国务院常务会议指出,风电、多晶硅等新兴产业出现重复建设倾向;同日,工信部、国家发展改革委在其《2009年中国工业经济运行夏季报告》中指出,太阳能、风能等新兴产业重复建设、无序上马的问题非常严重。至此,产能过剩的风声与新能源高速发展过程中遇到的各种问题交织,构成了2009年新能源发展的多面体。
促进产业发展与导致产能过剩,似乎是一对孪生兄弟,总是如影随形。在国务院常务会议发出风电产能过剩的预警后,风机制造业的问题开始成为人们关注的焦点。因为这一年,全国已有70多家企业进入并网风力发电机组整机制造行业,产品已安装到风电场的约30家,初步形成了华锐、金风、东汽等龙头企业。人们担心的是,按照最乐观估计,中国每年风电装机增加的上限是1000万千瓦到1500万千瓦,然而,风机制造企业第一梯队一年的产能已经达到这个数。在市场“蛋糕”无法做大的情况下,互相压价、恶性竞争将不可避免。此后,国家发展改革委又更新了《鼓励进口技术和产品目录》,将“2兆瓦以上风力发电设备设计制造技术”从《目录》中删除;作为太阳能光伏发电组件最重要原料的多晶硅也被从《目录》中删除,不再享受政府给予的进口贴息等优惠政策,一时间“新能源泡沫”之说甚嚣尘上。
然而,科技部近期完成的内部报告中,对工信部、国家发展改革委的新能源产业“产能过剩”说法表示了质疑。报告以多晶硅提纯和风机设备设计规划产能与实际产量的比较,多组数据表明了新能源产业过剩的说法有待商榷。相关数据显示,2009年行业预计多晶硅产量17000吨,将生产3.5GW光伏电池,预计需要消耗3.5万吨多晶硅,扣掉国内产量,还需要进口1万吨。科技部部长万钢表示,新能源部分产业过剩就像两条腿走路,左脚走太快不怨左脚,右脚应该迈快一点。而上网问题就是新能源发展的那个“右脚”。
在核电领域,业内专家也表现出了一些担忧。自去年年底环保部正式受理湖北咸宁、湖南桃花江、江西彭泽三座内陆核电厂的评审申请之后,我国核电建设的规划已经快速蔓延到了我国内陆的诸多省份。在核电发展的高速路上,安全性、技术掌握水平、核电装备力量、人才队伍、核燃料来源和核废料后处理等方面的问题也成了热点话题。
主题:强法制冀望健康行
关键词:保障性收购制度
如此看来,我国新能源产业的发展,势必经历一些摸索和思考的曲折过程。那么,如何在产能过剩和配套设施“瘸腿”的争议中寻找到合适的平衡点,如何规范和行之有效地确保新能源的健康、有序建设?记者认为,我国新能源的高速发展速度虽然令人吃惊,但是它是符合我国国情和国家能源安全战略的,高速发展中的问题也必须在发展中解决,这就要求相应的法规来为新能源的健康发展保驾护航。
在我国新能源法制史上,2009年注定是一个重要的年份。
8月25日,十一届人大常委会第十次会议举行分组会议,审议《中华人民共和国可再生能源法(修正案)草案》,科学规划可再生能源发展,坚持太阳能、风能和生物质能并重,加强可再生能源技术创新成为大家的共识。另外,修正案草案提出,国家将实行可再生能源发电全额保障性收购制度。国家电力监管机构负责监管最低限额指标的实施。12月26日,全国人大常委会表决通过了关于修改中华人民共和国《可再生能源法》的决定,风电、光伏发展上网难的问题有望从根本上解决。
我国已建立了可再生能源电价附加资金制度,2009年,全国人大代表以及国务院有关部门明确了这一制度。具体意见是把现行《可再生能源法》规定征收的电价附加和国家财政专项资金合并为政府基金性质的国家可再生能源发展基金。这些基金将重点用于支持并网发电的技术和标准、检测等方面。以期从法律层面保障可再生能源的稳步发展。据悉,有关方面正在着手起草可再生能源发展基金的管理办法,不久的将来将颁布实施。
同时,在风电、光伏发电的相关法律日渐完善之时,针对我国核电发展中可能遇到的问题,核电的法制化进程在2009年也备受关注。
尽管核电是安全的清洁能源,但核电发展中,安全仍然是其首要标准。我国核电要健康、稳定地快速发展,必须以安全为前提,核电安全是全国乃至世界核电产业的重中之重。然而,回顾我国目前现有的核能安全立法,其基本法仍是2003年起实施的《放射性污染防治法》,其余行政法规多为上世纪80、90年代制定的,时间上最新的一个规定,是2004年的《核动力厂设计安全规定》。也就是说,在我国核电近几年的快速发展过程中,与之配套的法律法规尚不完善。立法滞后于发展,其可能带来的后果是难以预料的。
今年3月,时任国家能源局副局长的孙勤在接受本网记者采访时透露,我国正在抓紧制订《核电管理条例》和建立中国核电标准体系,力争从技术和监督上,规范核电建设。专家认为,只有尽快出台能与现阶段核电发展相适应的法律法规,才能有效保障我国核电产业的安全、健康发展。
2009年,我国新能源发电的成绩将以一种特殊的方式被世界人们铭记:
因为这一年的年尾,哥本哈根气候大会召开,大会再次把近几年来世界范围内对新能源产业的关注推向高潮,而我国在这方面取得的成绩让世界人们看到了、听到了!2009年,我国新能源发电取得的成绩绝不能只看做是新中国成立60周年的厚积薄发,它注定是继往开来的,因为我国作为世界人口大国和能源大国,加快新能源发展也关乎着国家的能源安全和可持续发展战略。
第五篇:分布式光伏发电并网流程
分布式光伏项目并网服务流程
一.企业和个人备案申请
(1)凡是企业申请的项目,先由法人到发改部门办理项目的备案初审意见,业主通过初审后将初审意见和相关的申请资料报到电网公司营业窗口,资料满足并网受理要求后电网公司进行正式受理。
(2)个人居民项目由供电公司代为前往能源主管部门备案,居民直接可到营业厅申请,目前要求有房产证方可备案,所以无房产证的个人项目,公司会告知其补办房产证后方可受理。
二。企业和个人申请分布式光伏并网分别需要如下资料:(1)自然人申请需提供资料:经办人身份证原件及复印件、户口本、房产证等项目合法性支持性文件。
(2)法人申请需提供资料: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期工作的批复(需核准项目)。4.项目前期工作相关资料。
三.申请分布式并网的流程:
1.到电业局营业厅申请,填写申请并网表格。(家庭申请时需要携带户主身份证及复印件、户口本、房产证等相关证件。2.供电部门上门查勘,并在10个工作日内出具个性化的并网方案。
3.家庭确认并网方案。
4.家庭根据并网方案,进行光伏发电站的详细设计。
5.按照相关技术要求购买设备,一般家庭5千瓦到10千瓦的容量已经够用。联系专业人员上门安装。
6.家庭提出并网调试申请,供电企业安装计量表计,组织验收,并签订相关协议。
7.经过测试,正式完成并网。
需要注意的是:电网公司在并网申请受理、接入系统方案制订、接入系统工程设计审查、计量装置安装、合同和协议签署、并网验收和并网调试、政府补助计量和结算服务中,不收取任何服务费用。对于380伏及以下的并网项目,供电部门承诺在35个工作日内完成电网企业的并网流程,10千伏等级的并网项目则是45个工作日。