智能电网必须更加安全—智能电网能够经受物理的和网络的攻击而不会出现大面积停电或者不会付出高昂的恢复费用。它更不容易受到自然灾害的影响。智能电网必须更加经济—智能电网运行在供求平衡的基本规律之下,价格公平且供应充足。智能电网必须更加高效—智能电网利用投资,控制成本,减少电力输送和分配的损耗,电力生产和资产利用更加高效。通过控制潮流的方法,以减少输送功率拥堵和允许低成本的电源包括可再生能源的接入。
智能电网必须更加环境友好—智能电网通过在发电、输电、配电、储能和消费过程中的创新来减少对环境的影响。进一步扩大可再生能源的接入。在可能的情况下,在未来的设计中,智能电网的资产将占用更少的土地,减少对景观的实际影响。智能电网必须是使用安全的—智能电网必须不能伤害到公众或电网工人,也就是对电力的使用必须是安全的。
2分布式电源接入对智能配电系统的影响
2.1对系统规划的影响
分布式电源并入电网,将对传统的配网规划带来较大的复杂性和不确定性[1]。分布式电源增大了区域内负荷增长及分布的预测难度,同时其安装位置的不确定性及固有的间歇性、随机性加剧了配电规划工作的难度;智能配电网规划中,主要需给出分布式电源的最优接入位置及容量,解决可再生能源的友好接入问题,降低配网规划的复杂性,保证配网整体运行的安全性和经济性。
2.2对电网运行的影响
分布式电源接入电网,系统供需平衡被打乱,系统频率将发生变化;分布式电源的启动和停运将造成配电网明显的电压闪变;分布式电源的电压调节及控制将产生开关器件频率附近的谐波分量,造成谐波污染;可见分布式电源并网将对系统电压、电能质量、网络损耗等诸多方面产生负面影响[1]。
2.3对系统保护的影响
目前,我国中低压配网大都是单侧电源、辐射型10kV(35kV)网络,馈线保护装设在变电站内馈线断路器处,采用保护和测控一体化装置,一般配置传统的三段式电流保护,即瞬时电流速断保护、定时限电流速断保护和过电流保护,采用时间配合的方式实现全线路的保护。
上述馈线保护方式只适用于单侧电源供电的辐射状馈线网络。分布式电源接入配电系统后,使配电系统变成多源网络,网络中的潮流分布及故障时短路电流的大小、流向和分布均会发生变化,传统配电网中保护之间的配合关系被打破,保护的动作行为和性能都会受到影响,甚至无法起到保护作用。对基于重合器、分断器的馈线自动化装置可能导致重合器误动、相邻线路的瞬时速断保护误动、分断器计数不正确等。
对于这些问题,国内外已经有了广泛的探讨,提出了各种解决办法。一类是改进型的方法,利用现有的保护装置根据分布式电源的接入位置进行分区域设计;另一类是网络式保护,依靠通信网络解决传统保护装置的不足。
3分布式电源接入技术在智能电网中的发展方向
3.1储能技术
储能系统由两部分组成:由储能元件(部件)组成的储能装置;由电力电子器件组成的能量转换系统(PowerConversionSystem,简称PCS)。储能装置主要实现能量的储存、释放或快速功率交换[14],能量转换系统通过电力电子设备实现充放电控制、交直流电转换、功率调节控制及运行参数检测监控等。
目前国内外研究的应用于分布式电源中的储能装置主要为:
1)蓄电池储能[6]:蓄电池储能可与超级电容器联合使用。但其存在投资高、寿命短、环境污染等诸多问题。目前已有各项新型蓄电池的相继研发成功。
2)超导储能[6]:超导储能装置将能量存储在由电流超导线圈的直流电流产生的磁场中。其主要受到运行环境的影响,即使是高温超导体也需要运行在液氮的温度下,这是目前利用超导储能的瓶颈。
3)超级电容储能[6]:超级电容器容量可达几百至上千法拉。与传统电容器相比,它具有容量大、能量搞、工作温度范围宽和使用寿命极长的特点;与蓄电池相比,它功率较高,且对环境无污染。因此,超级电容器是一种高效、实用、环保的能量存储装置。