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含有分布式电源的配电网潮流计算现状
摘要:文章主要介绍了分布式发电的几种类型,即:微型燃气轮机、燃料电池、太阳能光伏电池和风能发电。计及DG影响的潮流计算改进方法,主要集中在对分布式电源的建模及其在潮流算法中的处理方法上,给出了配电网潮流计算的应用领域。
关键词:分布式电源;配电网;潮流计算
1 分布式发电的类型
目前,分布式发电有很多种类型,各自具有不同的发电原理与发电方式。由于电网使用的是具有额定频率的交流电,因此分布式电源与电网连接将最终要转换成额定频率的交流电。不同类型的分布式电源与电网的连接方式各不相同,大致上可分为:通过同步发电机和感应发电机等交流发电机与系统连接的方式,如往复式发动机与燃气轮机等;以及把分布式电源发出的直流电通过换流器转换成交流电与电网连接的方式,如太阳能光发电和燃料电池。对于风力发电机,由于风速的改变,风机的转速变化,交流发电机的频率发生变化,可以通过将交流电先转换成直流电再转换成额定频率交流电的连接方式。对于微型燃气轮机同样可以通过“交―直―交”的方式把高频交流电转换成额定频率交流电与电网连接。
2 分布式电源的分类
分布式发电是指直接布置在配电网或分布在用户附近,发电功率在数千瓦至50WM、与环境兼容的独立电源。分布式发电主要包括微型燃气轮机(Micro-turbines)、燃料电池(Fuel Cell)、太阳能光伏电池(Photovoltaic Cell)和风力发电机(Wind Turbine)等。
微型燃气轮机
微型燃气轮机具有多台集成扩容、体积小、质量轻、发电效率高、污染小、运行维护简单等技术特征,除了分布式发电外,还可用于备用电站、热电联产、尖峰负荷发电等,它是目前最成熟、最具有商业竞争力的分布式电源之一。
燃料电池
与常规发电方式相比燃料电池具有以下优点:1、能量转化效率高,燃料电池的能量转化效率可达80%-95%;2、发电效率高,可达50%-60%;3、适应负荷变化能力极强,当负荷变化在25%-100%范围内时,电池效率都不受影响。4、清洁无污染,没有噪音污染;5、燃料电池能用于的燃料非常广泛,如煤、石油、天然气等;6、模块化组装方式,安装、维护的方便;7、占地少、建设快。
太阳能光伏电池
目前应用的太阳能光伏电池是一种半导体器件(如单晶硅、多晶硅),受到太阳光照时能产生光伏效应,将太阳光能转变成直流电能。在使用时将太阳能光伏电池封装成组件,然后根据需要将组件串并联组成方阵。光伏电池的输出功率受日照强度、电池结温等因素的影响,不能调度。
风能发电
风力发电是将风能转化为电能的一种发电技术。风力发电通过风力发电机将风能转化为电能,它不需要消耗燃料,是一种清洁型能源。风机的输出功率由风场的风速决定。
3 含有分布式电源的配电网潮流计算
分布式电源(DG)与传统大电网并联运行后,大量电力电子设备和电容、电感的引入,将改变传统电力系统的网络拓扑,从而影响潮流的分布,给电网的稳定性带来了不确定性。
国内外学者研究了一些计及DG影响的潮流计算改进方法。包含DG的配电网潮流计算与普通潮流计算的区别之一是DG的潮流计算模型与传统发电机组计算模型不一致。传统的发电机节点在潮流计算中一般取为PQ节点、PV节点或平衡节点。而D