分布式电源的本地控制消纳方式
在分布式电源接入容量不是很大的情况下,即使不对其采取任何控制措施,配电网也有比较强的消纳能力,称为自由消纳方式。
在分布式电源接入容量的超出自由消纳能力的情况下,首先可以考虑在较大容量的分布式电源中驻入本地控制策略,不必借助通信网络和协调控制,而仅仅根据分布式电源本地采集到的接入点实时电压信息,对其输出的无功功率或有功功率进行本地调节,以满足轻载或重载条件下的电压偏差不致越限的要求,称为本地控制消纳方式。
分布式电源的接入对馈线的电压具有抬升作用,而且对于出力受自然因素影响的分布式电源(如光伏、风电等),由于其出力的波动性还会产生电压波动,并且对其接入点的电压抬升作用和电压波动作用最大。接入多台分布式电源的馈线,其沿线电压在各个分布式电源的接入点形成一个个电压极值点,因此只要根据分布式电源接入点的电压对其采取本地控制策略,使这些极值点的电压满足电压约束,则一般可使整条馈线的电压满足电压约束要求,这就是本地控制消纳方式具有可行性的理论依据。
由于调节无功功率对电压幅值的调节效果比较明显,而且为了充分利用自然资源提供有功功率和保护分布式电源业主的利益,本地控制宜在保证有功功率的前提下、在剩余容量允许的范围内调节分布式电源的无功功率为优先,在无功功率调节到剩余容量极限还不能解决电压偏差问题的情况下(或该分布式电源只能提供有功功率),再对分布式电源的有功功率进行调节。
分布式电源的本地控制策略可以按固定时间间隔对分布式电源的出力进行调整。当观测到接入点的电压越上限时进行无功功率调节并在有必要时配合以有功功率调节以消除电压越限;当接入点不出现电压越上限时,实时计算该点可继续接纳的分布式电源有功出力容量,并释放相应的受限上网出力以实现最大化接纳分布式电源的容量,另外在电压不越限的条件下调节并网的无功功率,以减小分布式电源无功功率带来的损耗并释放无功功率所占用的并网逆变器容量,也可避免分布式电源之间的无功振荡问题。
对分布式电源进行本地控制,不仅可以提高配电网对分布式电源的消纳能力,而且可以充分利用分布式电源所具有的可以根据需要发出感性无功功率或容性无功功率、并且可以连续调节无功功率输出的特点,实现配电网无功电压控制,解决低电压和过电压问题,由于是利用变流器的剩余容量提供所需的无功功率,因此一般不影响自然资源的利用和有功功率输出。
例如,对于电缆化率较高的城市配电网,白天由于负荷较重且多呈感性,可能存在个别节点电压偏低问题,此时可以通过本地控制令一些分布式电源发出容性无功功率进行补偿以解决低电压问题;夜间由于负荷较轻,电缆馈线表现出容性无功功率而可能导致一些节点电压偏高,此时可以通过本地控制令一些分布式电源发出感性无功功率进行补偿以解决高电压问题。
结语
1)相比借助通信网络对一些分散的对象进行协调控制的方法,本地控制具有简单可靠的优点,而且响应速度快,实际中应尽量发挥本地控制的作用。
2)发挥配电网继电保护配合的作用,可以迅速可靠地切除故障,做到分支线故障不影响主干线,显著提高配电网供电可靠性。
3)结合继电保护,配置来电启动的自动重合闸控制,能够在发生瞬时性故障时快速恢复供电,进一步提高配电网供电可靠性。
4)对于高供电可靠性要求的用户配置备自投控制,是保障所要求的供电可靠性指标得以实现的有效措施。配置备自投对于“专改公”、释放变电站出线间隔的供电能力也具有积极意义。
5)本地控制消纳方式不仅能够有效提高分布式电源的消纳能力,而且对于解决配电网电压问题也具有积极的意义。