[发明专利]在配网终端中监控分布式电源并网的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力供配电技术领域，特别涉及一种在配网终端中监控分布式电源并网的方法。

背景技术

电力行业标准DL/T 721-2000《配电网自动化系统远方终端》对配电网自动化系统远方终端的定义为：配电网自动化系统远方终端是用于配电网配电回路的各种配电远方终端、配电变压器远方终端以及中压监控单元(配电自动化及管理系统子站)等设备的统称。采用通信通道完成数据采集和远方控制等功能。分布式发电(Distributed Generation，简称DG)是指利用分布在负荷附近的、中小规模的发电装置经济、高效、可靠地发电。全球范围的能源危机和环境危机使得新兴能源的开发和利用成为一种迫切的需求。基于新能源利用的分布式发电技术也越来越受到人们的重视。许多国家出台了优惠政策，鼓励使用分布式发电，同时，随着科学技术的迅速发展，分布式发电的优势也逐渐显现，导致越来越多的分布式电源并入电网运行，而分布式发电并网运行对配电网运行的影响也越来越严重。

分布式发电并网对配电网的电能质量的影响主要有：

a)对电压分布的影响

虽然IEEE 1547标准中明确规定分布式电源不允许主动调节接入点电压，并规定DG并网所引起的公共联络点电压波动不应超过5％，但是DG接入必然会引起相关线路和区域中的潮流发生变化，从而影响到稳态电压的分布。对多DG接入后负荷节点电压变化进行仿真研究的结果表明，负荷节点电压变化与DG接入点和母线间的距离、接入容量、有功无功配比以及接入方式(集中接入或多点分散接入)密切相关。

b)对潮流的影响

一方面因为DG受用户控制，可能因自身的需要而频繁启停，一方面风力发电系统和光伏系统，受外界天气变化影响，可能使大片区域内的DG输出功率出现群起群落现象。这些都会使配电线路负荷潮流不断发生大的变化，使得电压调整变得很困难，容易导致电压超标。尤其是大片区域内DG的群起群落现象，会造成大面积潮流变动，增加了系统的控制难度，使得供电质量难以保证。如何控制DG的投切，避免大量DG群起群落对系统造成的冲击，成为保证系统供电质量的一个重要问题。

c)对功率因数的影响

因为DG可以通过励磁调节或移相装置来控制输出的无功功率，而传统的配电网也会采用电容器投切的方法来跟踪系统的无功变化，如果不能协调DG的无功调节和配电网电容器投切操作，就会出现争抢调节现象。同时，光伏、风力发电及燃料电池等以电力电子装置作为并网接口的分布式发电装置，能够迅速跟随系统的负荷变化，快速精确的调节系统的无功输出，但是无功容量较小；而配电网通过电容器投切进行无功补偿，无功容量较大，但是调节精度受到限制。两类无功调节之间有极强的互补性，如果能协调控制两类补偿，就能有效地改善系统无功补偿效果，提高电能质量。

d)电压波动和闪变：

配电网的DG机组，由于其容量小，惯性小，容易受负荷变化冲击。仿真试验的结果表明，当DG机组强制跟随负荷变化调整机组出力时，如果机组的控制系统调整不当，调整量与实际负荷的变化不匹配，此时会造成发电机出口处电压的幅值在很长的时间内保持周期性波动，频率在6～7Hz之间。

e)谐波污染问题

以逆变器等电力电子元器件作为并网接口的DG系统，不可避免的会给电网带来谐波污染。当分布式电源并入电网时，会有畸变电流注入公共联结点处。谐波问题的解决主要依赖于电力电子技术的发展。

由于DG机组的容量比较小，容易收到负荷变化的影响。并且分布式发电的属于新兴技术，某些控制和运行措施还不太完善，还在进一步发展。因此DG机组并网可能会给电力系统带来一些不稳定的因素，其主要表现就是在电能质量上。当DG机组与电力系统并网运行时，机组向当地交流负载提供电能和向电网发送电能的质量都应受到控制，在电压、波动、频率、谐波和功率因数方面满足实用性并符合标准。当出现偏离标准(电压凹陷、瞬断等)的越限状况，应将DG系统与电网分离。由于当前配网系统中缺少对分布式电源并网运行的电能质量的检测，会影响分布式电源并网运行时配电网络供电可靠性。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种在配网终端中监控分布式电源并网的方法，解决为克服现有分布式电源并网运行过程中，配网系统对分布式电源电能质量缺少监测，缺乏对分布式电源运行进行控制的问题。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：设计和制造一种在配网终端中监控分布式电源并网的方法，包括以下步骤，(a)配网终端采集分布式电源并网馈线数据；(b)配网终端对采集量进行处理，得到电能质量状况；(c)对分布式电源并网状态进行处理。