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分布式光伏并网技术有多难?

2014-08-13 08:44
Radow
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  各国的分布式电源,尤其是以太阳能光伏形式为主的发电单元正在迅猛发展。德国70%以上的风电和光伏是通过35kV以下配电网并网,例如屋顶光伏已经增长到10GW以上的安装量。虽然政府补贴按月下调,但由于电价飞涨,这一趋势未见衰退。统计显示,美国已经达到每四分钟就有一个光伏系统被安装的程度,屋顶分布式在其中的贡献功不可没。日本在过去的一年由于政策支撑和市场模式设计失败,屋顶租赁等新兴分布式模式未达到预期效果。日本地方政府力争在今年改进中介方式,提高成交量,东京都将要求发电运营商就租金以外的收益方式进行提案,例如太阳能发电可用作应急储备电源等。中国的分布式光伏在2013年更加大踏步前进,共有15个支持政策相继出台,从国务院、发改委、能源局到各部委。伴随着支持政策,分布式安装预期不断攀升。“十二五”规划的35GW光伏发电容量中,有20GW将为分布式发电。

  从技术角度,即使是在新能源法EEG已经出台近14年的德国,分布式光伏并网还是在给TSO和DSO们带来不小的困难和“额外工作”,900家电力系统运营商中只有10%号称可以让光伏大规模的分布式接入(大规模接入的定义:光伏电源安装量大于平均负荷值),并稳定运行其网络。笔者就曾经有过给德国配电网运营商(DSO)提供光伏电站并网优化方案的经验,在这一过程中开发商、设备商和电网运营商之间的并网技术博弈可见一斑。分布式光伏具体会对电网和用户造成哪些影响,以下将有详细的总结。

  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。图1中描述了分布式光伏接入配电网对于局部电压影响的原理,在大规模分布式光伏接入后,配电网局部节点存在静态电压偏移的问题。配网中尤其是低压网络对电压变化比较敏感,若想抑制这种影响,需要在中低压变化器选型中使用可控型变压器。

  分布式系统接入对配电网局部电压的影响

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