分布式发电技术课程论文

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分布式光伏发电作用论文

分布式光伏发电作用论文

分布式光伏发电作用论文【摘要】能源的消耗日益严重,开发可再生能源势在必行,也是我国可持续发展基本国策的重点体现。

加强分布式光伏发电是必要的。

一、前言能源消耗越来越大的今天,电能越来越成为人们赖以生存的能源,分布式光伏发电的应用也越来越广泛。

二、分布式光伏发电光伏发电受外界天气条件影响极大,发电功率会随着天气的变化而剧烈地变化,夏天的多云天气尤为明显,其功率在瞬间的输出变化率甚至能超过10%。

现有主要的并网逆变器的控制方式基本上都是通过控制输出电流以跟踪并网点电压,达到并网的目的。

其输出为纯有功功率,功率因数接近1,没有对电网功率因数调节的能力。

由于光伏发电输出功率的快速波动性,当进行大容量并网的时候,就要通过旋转发电机的工作来进行功率调整的补偿,这样就增加了一个合理安排发电计划的研究课题。

随着逆变器输出负载的变化,谐波也随之发生变化,在输出减小到额定输出的90%时,其输出电流THD甚至会达到20%以上,这样就会对电网产生污染。

并网逆变器的抗孤岛保护功能与负荷状况的相关性:随着并网容量不断加大,光伏并网系统中会有多种类型的并网逆变器(不同保护原理)接入同一并网点,导致互相干扰,同时在出现发电功率与负载基本平衡的状况时,抗孤岛检测的时间会明显增加,甚至可能出现检测失败。

由以上光伏发电的特性可知,现有的光伏并网系统并不是“电网友好型”电源,它与传统火电、水电,乃至新兴的风电、生物质能都有很大的不同,当其接入电力系统时应就相关问题进行专门的研究。

三、智能电网的特点根据相关文献,智能电网的特点如下:1.自愈。

对电网当前运行状态进行不断的在线评估,采取有效的预防控制手段,尽可能及时发现、快速诊断和消除故障隐患;并且在尽量少的人工干预下,自动快速隔离故障、实现自我恢复,避免大面积停电的发生。

2.互动。

实现与客户的智能互动,以最佳的电能质量和供电可靠性满足客户需求。

系统运行与批发、零售电力市场实现无缝衔接,同时通过市场作用更好地完善电力市场主体和电网安全管理,从而达到提升电力系统安全运行水平的目的。

电力系统中的分布式发电技术研究与优化

电力系统中的分布式发电技术研究与优化

电力系统中的分布式发电技术研究与优化随着能源需求的不断增长,以及传统能源的有限性和环境问题的日益严重,分布式发电技术在电力系统中的重要性越来越被人们所认识和重视。

分布式发电技术是指将发电设备分散布置在用户侧或负载中心,以满足局部电力需求的技术。

本文将对电力系统中的分布式发电技术进行研究与优化。

首先,我们将对分布式发电技术的种类进行概述。

分布式发电技术包括太阳能发电、风能发电、生物质能发电、燃料电池发电等方式。

其中,太阳能发电是最常见的一种分布式发电技术,通过太阳能光伏电池的转换,将太阳能转化为电能。

风能发电利用风的动力将风能转化为电能。

生物质能发电则是利用生物质资源,如农作物秸秆、木材等进行发电。

燃料电池发电则是将化学能转换为电能的一种方式。

接下来,我们将对分布式发电技术的优点进行详细说明。

首先是能源可再生性和环保性。

分布式发电技术主要利用可再生能源,如太阳能、风能等,相较于传统的化石能源,具有清洁、低碳的特点,对环境污染小,有助于减少温室气体的排放。

其次是灵活性和可靠性。

分布式发电技术可以将发电装置布置在用户侧或负载中心,缩短电能传输距离,减少电能传输损耗,提高电能传输的可靠性。

此外,分布式发电技术可以适应不同的负荷需求,可以灵活调整发电量,更好地满足用户需求。

再次是能源安全性和经济性。

分布式发电技术可以减少对传统电网的依赖,提高能源供应的安全性。

此外,分布式发电技术还可以实现电力系统的去中心化,提高电力系统的稳定性和可靠性。

最后,分布式发电技术还可以促进地区经济发展,提高能源利用效率。

然而,分布式发电技术在应用过程中还面临一些问题,需要进一步优化和解决。

首先是技术成本问题。

虽然分布式发电技术在长期运行中具有较低的维护费用,但初始投资成本较高,需要大量的资金支持。

其次是电力接入问题。

由于分布式发电技术的本质是将发电装置布置在用户侧或负载中心,因此需要解决用户自发电和外部电网的无缝接入问题。

第三是电力调度问题。

智能电力系统中的分布式发电技术研究及应用

智能电力系统中的分布式发电技术研究及应用

智能电力系统中的分布式发电技术研究及应用分布式发电技术是指利用小型独立发电设备进行电力生产,这些设备可以分布在用户端或者电网中的各个位置。

随着科技的发展和社会的需求变化,分布式发电技术逐渐受到人们的重视和关注。

本文将围绕智能电力系统中的分布式发电技术展开研究与讨论,探讨其现状、存在的问题以及未来的发展方向。

首先,我们需要了解分布式发电技术的基本原理。

分布式发电技术通过将发电设备分布在电网中的各个节点,实现电力的分散生产。

这种模式与传统的集中式发电方式相比,具有更高的可靠性和灵活性。

分布式发电技术可以根据用户的需求和电网的负荷情况,灵活调节发电量,提高电网的供电能力。

在智能电力系统中,分布式发电技术的应用正在逐渐增多。

智能电力系统通过先进的感知技术和智能控制算法,实现对分布式发电设备的监测和控制。

这种智能化管理模式可以提高电力系统的安全性和稳定性,降低能源浪费,保护环境。

因此,研究智能电力系统中的分布式发电技术具有重要的意义。

然而,虽然分布式发电技术在智能电力系统中的应用前景广阔,但也面临一些挑战和问题。

首先,分布式发电设备种类繁多,规模不一,如何实现统一管理和协调运行成为一个难题。

其次,智能电力系统需要具备高效的数据处理和通信能力,才能实现对分布式发电设备的实时监测和控制。

最后,如何平衡分布式发电技术与传统发电方式之间的关系,实现两者之间的协调发展也是一个需要解决的问题。

为了解决上述问题,我们需要加强对分布式发电技术的研究和创新,不断提高其技术水平和智能化程度。

首先,可以通过引入先进的物联网技术和人工智能算法,实现对分布式发电设备的智能管理。

其次,可以优化智能电力系统的结构和功能,提高其对分布式发电技术的适用性和灵活性。

最后,可以加强相关部门和企业之间的合作与协调,共同推动分布式发电技术在智能电力系统中的广泛应用。

让我们总结一下本文的重点,我们可以发现,随着科技的发展和社会的需求变化,智能电力系统中的分布式发电技术正逐渐成为电力行业的发展方向。

电力系统中的分布式发电技术

电力系统中的分布式发电技术

电力系统中的分布式发电技术在当今社会,随着能源需求的不断增长和对环境保护的日益重视,电力系统正经历着深刻的变革。

分布式发电技术作为一种新兴的能源供应方式,逐渐在电力领域崭露头角,并为解决能源问题和实现可持续发展带来了新的机遇。

分布式发电,简单来说,是指将小型发电装置分散地布置在用户附近的一种发电方式。

与传统的集中式发电不同,分布式发电具有诸多独特的特点和优势。

首先,分布式发电的能源来源丰富多样。

它可以利用太阳能、风能、水能、生物质能等可再生能源进行发电。

以太阳能为例,通过光伏板将阳光转化为电能,不仅清洁环保,而且取之不尽。

风能的利用也是如此,风力发电机组在适宜的地区能够稳定地提供电力。

这些可再生能源的应用,大大减少了对传统化石能源的依赖,降低了碳排放,有助于缓解全球气候变化问题。

其次,分布式发电具有较高的灵活性和可靠性。

由于分布式发电装置通常规模较小且分布广泛,可以根据当地的能源需求和资源条件进行灵活配置。

当电力系统出现故障或突发情况时,分布式发电能够迅速响应,为局部地区提供电力支持,提高了整个电力系统的供电可靠性。

比如,在一些偏远地区或者自然灾害发生时,分布式发电可以成为保障电力供应的重要手段。

再者,分布式发电能够有效降低输电损耗。

传统的集中式发电需要将电能通过长距离的输电线路输送到用户端,在这个过程中会产生大量的能量损耗。

而分布式发电靠近用户侧,电能传输距离短,减少了线路损耗,提高了能源利用效率。

然而,分布式发电技术在实际应用中也面临着一些挑战。

技术方面,分布式发电装置的性能和稳定性需要进一步提高。

例如,太阳能和风能等可再生能源具有间歇性和不稳定性的特点,这就要求与之配套的储能设备和电力调节装置具备更高的性能,以确保电力输出的平稳和可靠。

经济方面,分布式发电的初始投资成本较高。

尽管随着技术的进步和市场规模的扩大,成本在逐渐降低,但对于一些用户来说,仍然是一个较大的负担。

此外,分布式发电的上网电价和政策补贴等方面的政策还需要进一步完善,以提高其经济可行性。

分布式光伏发电论文

分布式光伏发电论文

分布式光伏发电论文分布式光伏发电是近年来兴起的一种新能源发电模式,它通过在分散的地点上建立光伏发电设施,将太阳能转化为电能,实现了城市和农村地区的电力供应。

本文将从分布式光伏发电技术的发展历程、优点、应用领域以及未来发展方向等方面进行分析和探讨。

一、分布式光伏发电技术的发展历程分布式光伏发电技术的起源可以追溯到上个世纪70年代,那时候光伏产业刚开始发展,主要应用于航天、通讯等领域。

随着技术的发展,光伏产业逐渐成熟,开始向民用领域拓展。

1990年,欧洲首次实现了分布式光伏发电的商业化应用,德国、西班牙、日本等国家也纷纷推出政策鼓励分布式光伏发电的发展。

21世纪初,分布式光伏发电技术在我国开始得到发展,截至目前,我国已成为全球最大的光伏发电市场。

二、分布式光伏发电的优点1、可再生性强:太阳能是一种无限的能源资源,在太阳升起和落下的每一刻都能提供能源。

2、节约能源:分布式光伏发电不需要燃料,不产生任何污染物,可以减少对环境的影响,节约能源。

3、降低能源成本:采用分布式光伏发电可以减少对传统能源来源的依赖,降低能源成本。

4、适应性强:分布式光伏发电可以在各种环境和地区实现,不受地理位置限制。

三、分布式光伏发电的应用领域1、居民社区:分布式光伏发电可以为居民社区提供低成本的电力供应,减少居民生活成本,提高生活质量。

2、商业建筑:商业建筑顶部安装光伏电池板,可以为商业企业提供节约成本的节能服务。

3、产业用电:分布式光伏发电可以为产业提供廉价的电力供应,减少用电成本。

四、分布式光伏发电的未来发展方向1、技术创新:随着科技的不断发展,光伏发电技术将会不断创新,提高能量转换效率,降低成本,增强竞争力。

2、政策支持:政府应该加强政策支持,推动分布式光伏发电的发展,鼓励企业投资建设分布式光伏发电项目。

3、社会共识:加强对分布式光伏发电的宣传和教育,增加社会公众对分布式光伏发电的了解和认同,为光伏发电的发展打下基础。

总之,分布式光伏发电作为一种新兴的清洁能源发电模式,具有显著的优点,广阔的应用前景和可持续的发展潜力。

分布式光伏发电论文(全文)

分布式光伏发电论文(全文)

分布式光伏发电论文(全文)1光伏并XX主要形式及安装方式目前光伏发电接入配电XX主要有两种形式,汇合接入和分散式接入。

一般汇合接入时光伏发电规模较大,多台光伏逆变器通过交流线路汇合于低压母线,采纳升压变压器升至10kV,利用专用线路接入变电站10kV母线或开闭站、环XX柜等公共配电设施。

分散式接入一般容量较小,主要接入用户电XX,以380V/220V并XX,可以多个点接入。

汇合接入和分散式接入各有特点,汇合接入便于治理,但是需建汇合(升压)站,投资较大,对配电XX电压影响也较大,需要相应的调度操纵措施;分散式接入时无需建汇合(升压)站,投资少,对配电XX电压影响较小,但是接入点数量多,计量分散,维护复杂,不易操纵。

近年来在城市地区,建筑一体化光伏(BIPV,BuildingIntegratedPV)作为光伏发电的一种新形式,得到越来越多的关注。

建筑一体化光伏就是将光伏发电材料安装在建筑结构的外表面来提供电力。

根据光伏材料与建筑组合的方式不同,可分为两大类:一类是光伏材料与建筑结合,如嵌入式安装的屋顶、外墙等;另一类是光伏材料与建筑集成,如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。

在这两种方式中,第一大类是最常用形式,特别是与建筑屋面的结合。

由于光伏材料与建筑结合不占用额外地面空间,是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式,因而倍受关注。

光伏材料与建筑的集成是BIPV的一种高级形式,它对光伏组件的要求较高。

光伏组件不仅要满足光伏发电功能要求,同时还要兼顾建筑的基本功能要求,目前造价较高。

2光伏发电消纳新指标光伏接入必定对配电XX运行、监控带来影响,电能质量、可靠性等指标也将发生变化,为了保证电XX安全可靠,需要通过测算其渗透率合理估量配电XX消纳能力。

传统的渗透率是一个静态量,指分布式发电并XX容量与电XX负荷的比值。

分布式发电并XX容量按照装机容量计算,对于光伏发电即为峰值功率;电XX负荷则按照最大负荷计算。

分布式光伏发电范文

分布式光伏发电范文
摘要
随着全球能源消费的不断增长,绿色可再生能源的发展也受到了广泛
关注。

其中,分布式光伏发电技术正在得到快速发展,具有低成本、环境
友好、不依赖煤炭等优点,被认为是未来发电技术的主流。

本文首先介绍
了分布式光伏发电的基本概念,然后总结了当前的发展状况、应用现状以
及相关面临的挑战,并展望了未来发展趋势。

关键词:分布式光伏发电;发电技术;发展概况;应用
1、绪论
随着全球能源消费的不断增长,人类正面临着日益紧张的能源环境。

这在一定程度上影响到了全球能源结构逐步向绿色清洁能源变化,可再生
能源发电技术受到了广泛关注。

分布式光伏发电是指利用太阳能进行发电的技术,利用太阳能被发电
装置所转换成的电能,将部分现场引入其中一种电压电网中,以满足公众
和工商业等部分发电可能。

太阳能得到全球各地都有,不论是日本、欧洲、美洲、非洲、中东,还是中国,都有比较良好的太阳能资源可以利用,能
够实现可持续的发电,从而有效的减少污染物排放,有助于改善环境质量,促进可持续发展。

电力系统中的分布式发电技术

电力系统中的分布式发电技术随着能源需求的增长和环境保护意识的提高,分布式发电技术逐渐成为电力行业的热门话题。

分布式发电技术是指将发电装置分布在用户附近,实现用户自发自用并与电网互联运行的一种发电方式。

分布式发电技术在提高电网可靠性、减少线路损耗、降低线路负荷以及实现低碳经济等方面有着重要的意义。

本文将从分布式发电技术的定义、分类、应用和挑战等方面进行探讨。

一、分布式发电技术的定义和分类分布式发电技术是一种将发电装置布置在用户附近的发电方式。

它与集中式发电相比,能够更好地满足用户的独立发电需求。

根据发电设备的类型和安装方式,分布式发电技术可以分为太阳能发电、风能发电、生物质能发电和燃料电池发电等多种形式。

太阳能发电是目前应用最广泛的分布式发电技术之一。

将太阳能电池板安装在建筑物屋顶或太阳能电站中,通过光伏转换将太阳能转化为电能。

太阳能发电具有清洁、可再生、无噪音等特点,在农村地区、偏远地带和岛屿等地方有着广泛的应用前景。

风能发电是利用风力产生动能,通过风力发电机将动能转化为电能的一种发电方式。

将风力发电机安装在高地或近海等风能资源丰富的地区,通过风力发电机转动的叶片带动发电机,将机械能转化为电能。

风能发电具有广泛的资源分布和较低的发电成本,可以有效降低电网负荷和改善供电可靠性。

生物质能发电利用农林剩余物、农作物秸秆、农畜禽粪便等生物质燃料进行发电。

通过燃烧生物质燃料释放出的热能驱动发电机发电,将生物质燃料转化为电能。

生物质能发电不仅可以达到资源综合利用的效果,还可以减少温室气体的排放,对环境友好。

燃料电池发电是利用化学能转化为电能的一种发电方式。

将燃料电池安装在用户附近,通过化学反应将燃料和氧化剂转化为电能,实现自发自用。

燃料电池发电具有高效、环保、静音等特点,目前在汽车和航空等领域也有广泛应用。

二、分布式发电技术的应用分布式发电技术在全球范围内得到了广泛的应用。

在农村地区,太阳能发电和生物质能发电被广泛应用于农田灌溉、农村电网改造等方面。

浅析分布式发电技术及其对电力系统的影响

浅析分布式发电技术及其对电力系统的影响摘要相较于集中式发电,分布式发电成本低,发电方式灵活,不会对环境产生过多干扰,应用前景极为广阔。

本文主要分析分布式发电技术及特点,并对典型分布式发电技术进行介绍,阐述其对电力系统的影响。

关键词分布式发电技术;电力系统;影响前言经济社会发展,使人们对电能需求量提出了较高要求,更追求发电质量及其环保性。

以往集中式发电因不够灵活,无法对各用户需求进行兼顾,也不能够依据电力负荷峰谷变化情况,对其实施调整,导致供电不平衡。

加之,系统本身有耦合性缺陷,局部故障问题会对整个供电网络产生干扰,增加成本投入。

分布式发电技术优势明显,能够有效弥补以往发电过程中的缺陷和不足,极具应用价值。

1 分布式发电技术1.1 分布式发电技术概述及特点依据实际用电需求,在配电网或用户所在区域,直接安装分布式发电电源,发电容量小,仅为特定用户或区域提供特定服务,或作为集中式发电电网的补充。

可依据用户实际用电情况,对其实施灵活设计,提高发电效率,为用户提供可靠的用电环境。

按照运行模式,可将分布式发电划分为孤网和并网两种。

孤网模式为分布式发电自制系统,与其他电网无连接关系,发电过程及方式灵活,用户结合自身需求,随意调整。

并网模式即使其与已有电力系统并联,以对电网用电高峰负荷实施科学调整,增强电网稳定性。

1.2 典型分布式发电技术(1)燃料电池发电技术。

作为新型储能装置,经电化学反应,实施化学能向电能的转化,工作原理与以往蓄电池类似,能量密度高,由阴极、阳极和电解质构成。

该反映过程以电极和电解质为依托,实现电子至离子的转化,阴阳两极通过得失电子产生电流,燃料电池发电过程中,要将燃料和催化剂添加到电池中,进行持续发电[1]。

(2)太阳能光伏电池发电技术。

该装置借助单晶硅、多晶硅等半导体材料,实施太阳能至电能转化。

执行发电工作时,无燃料消耗及地域要求,维护过程简单,不会对环境产生过多干扰,应用前景极为广阔。

分布式光伏发电范文

分布式光伏发电范文首先,分布式光伏发电能够更好地利用每个地区的光照资源。

由于光照强度和方向存在差异,不同地区的光伏发电效率也会有所不同。

分布式光伏发电系统能够根据当地的光伏资源情况进行布局,更好地利用可用的太阳能资源,提高发电效率。

而传统的集中式光伏发电则只能选择一个地点建设,当地的光照资源可能无法得到充分利用。

其次,分布式光伏发电有助于减少输电损耗。

集中式光伏发电需要将发电的电能输送到远处的用户,输电线路会造成一定的损耗。

而分布式光伏发电系统可以将发电设备直接布局在附近的用户区域,省去了长距离输电的过程,减少了能源损耗,提高了能源利用效率。

另外,分布式光伏发电有助于提高电网的稳定性和安全性。

传统的集中式光伏发电系统依赖于大型太阳能光伏电站,一旦电站发生故障或者设备损坏,可能会导致大面积的电力供应中断。

而分布式光伏发电系统由于分布在不同的地点,一旦一些地点的发电设备发生故障,其他地点的发电设备仍然可以正常运行,不会造成大规模的断电。

此外,分布式光伏发电对于能源的多样化和可持续发展也具有重要意义。

传统的能源发电主要依赖于化石燃料,导致大量的二氧化碳排放,对环境造成严重的污染。

而分布式光伏发电依赖于太阳能资源,是一种清洁的能源发电方式,减少了对化石燃料的依赖,对环境污染更少。

同时,分布式光伏发电系统更加灵活,可以根据需求进行模块化扩展,适应不同规模的能源需求。

最后,分布式光伏发电有助于改善能源分配不均的问题。

在传统的能源分配中,能源供应集中在一些地区,而其他地区则能源短缺。

分布式光伏发电可以在各个地区布置发电设备,能够更好地满足不同地区的能源需求,提高能源供应的平等性。

总之,分布式光伏发电具有充分利用太阳能资源、减少输电损失、提高电网稳定性和安全性、实现能源多样化和可持续发展、改善能源分配不均等优势。

随着技术的不断发展和成本的不断降低,分布式光伏发电有望在未来得到更广泛的应用和推广。

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光伏发电微电网系统电能质量问题分析与治理研究*名:***学号:S********1 引言传统的煤炭、石油等一次能源是不可再生的,终归要走向枯竭。

因此,提高能源利用效率、开发新能源、加强可再生能源的利用,就成为解决我国经济和社会快速发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源紧缺、能源利用与环境保护之间矛盾的必然选择。

研究与实践已表明,分布式发电供能技术将在此过程中起到越来越重要的作用。

采用分布式发电供能技术,有助于充分利用各地丰富的清洁和可再生能源,向用户提供“绿色电力”,是实现我国“节能减排”目标的重要举措。

分布式发电供能是指利用各种可用的分散存在的能源,包括可再生能源(太阳能、生物质能、小型风能、小型水能、波浪能等)和本地可方便获取的化石类燃料(主要指天然气)进行发电供能,是分布式能源最清洁、最高效的利用方式。

随着全球能源领域竞争的加剧,世界各国日益重视自身可持续发展战略的实施。

作为这一战略的核心技术之一,分布式发电供能技术的研究日益受到各国关注。

随着世界各国在相关领域投资的不断加大,分布式发电供能技术得到了迅速发展,其发电成本越来越低,尤其是风力发电、太阳能发电和采用燃气机组的冷/热/电联供(CCHP)系统的经济性,几乎可以与传统的发电方式相竞争。

据世界银行2008年初发布的报告,2007年全球可再生能源发电容量达到了24万兆瓦,比2004年增加了50%,全球并网太阳能发电容量增加了52%,250万个家庭使用太阳能照明,2500万个家庭利用沼气做饭和照明。

分布式发电供能是提高可再生能源利用水平,解决当今世界能源短缺和环境污染问题的重要途径。

大电网与分布式发电供能系统相结合,不仅有助于提高分布式发电的供能质量,有助于分布式发电技术的大规模推广应用;也有助于防止大面积停电,提高电力系统的安全性和可靠性,增强电网抵御自然灾害的能力,对于电网乃至国家安全都有重大现实意义。

分布式发电供能系统由于采用就地能源,可以实现分区分片灵活供电,通过合理的规划设计,在灾难性事件发生导致大电网瓦解的情况下,可以保证对重要负荷的供电,并有助于大电网快速恢复供电,减少大电网停电造成的社会经济损失;分布式发电供能技术还可利用天然气、冷、热能易于在用户侧存储的优点,通过与大电网配合运行,实现电能在用户侧的分布式替代存储,从而间接解决电能无法大量存储这一世界性难题,促进电网更加安全高效运行。

另一方面,分布式发电供能系统与大电网并网运行,有助于克服一些分布式电源的间歇性给用户负荷造成的不利影响,进而提高系统供电的电能质量。

作为技术较为成熟的可再生能源发电方式之一,光伏发电技术逐渐受到国际社会的重视。

近五年来世界光伏年增长达到49%,2009年光伏电池产量达到10.5GW。

欧洲、美国相继提出了宏伟的发展目标,预计到2020年,欧洲光伏累计安装容量将达到400GW,美国预计将达到350GW。

我国已将新能源作为七大战略性新兴产业之首,2020年新能源将成为国民经济的先导产业之一;《国家中长期科学和技术发展规划纲要》将“可再生能源低成本规模化开发利用”确定为能源重点领域优先主题。

到2020年,光伏发电将在能源供给和节能减排上作出实质性贡献。

目前,国外已建成10MW以上大型并网光伏电站100余座,正在研究示范百兆瓦级光伏电站,并在进行百万千瓦级光伏电站的前期研究工作;国外的光伏发电并网标准及其检测标准已形成较为完整的体系,并与光伏技术同步发展。

国际大型光伏电站的发展趋势是:(1)电站容量越来越大,向百兆瓦甚至千兆瓦级发展;(2)并网逆变器大型化,采用上百千瓦到兆瓦级甚至更大容量的光伏并网逆变器;(3)电站接入电网电压等级越来越高;(4)电网适应性要求提高,提出了光伏电站具备有功/无功控制能力、低电压穿越能力,以及能够参与电网调度等技术要求。

随着光伏电站规模的增大,光伏电站对电网的影响逐渐显现:首先,光伏电站出力具有间歇性、随机性和波动性,目前大型光伏电站还不具备有功功率和无功功率调节能力,不能参与支撑电网的安全稳定运行,并且由于不具备低电压穿越能力,在电网发生短路等大扰动故障时极易发生脱网现象,有时会导致恶化电网的安全稳定;其次,大型光伏电站容易引起电网谐波和电压变动等电能质量超标问题。

为解决大型光伏电站对电网安全稳定和电能质量带来的不利影响,国内外在光伏电站并网运行控制、低电压穿越和电能质量调节等方面开展了大量研究工作,也在着手制定和完善相关的标准和规范。

分布式发电供能技术将成为国际上一项重要的技术增长点,开展这一领域的基础研究工作,将有助于培育自主创新能力,提升我国在能源技术领域的国际竞争力。

预计到2010年,世界每年新增分布式发电容量将占当年新增电力装机容量的25%以上;欧洲电力供应的22%将来自可再生能源,其中的60%将以分布式电源的形式出现;对于美国,分布式发电供能系统将占新增发电装机容量的20%。

美国AlliedSignal公司估计,2010年用于冷/热/电联供的小型燃气轮机的销售额将达到100-150亿美元;2008年初世界银行报告,全球利用风力、太阳能等可再生能源进行发电(不包括大型水利发电)的设备建设投资在2007年内达到了710亿美元。

世界上至少有60多个国家制定了促进能源可持续发展的相关政策,这将大大促进相关技术的发展与应用。

分布式发电供能系统的相关技术将成为国际上一项重要的技术增长点,是21世纪电力工业的主要技术发展方向之一。

现有研究和实践已表明,将分布式发电供能系统以微网的形式接入大电网并网运行,与大电网互为支撑,是发挥分布式发电供能系统效能的最有效的方式。

微网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与大电网并网运行,也可以孤立运行。

用户所需电能由风力发电系统、光伏发电系统、燃料电池、冷/热/电联供系统和公共电网等提供,在满足用户供热和供冷需求的前提下,最终以电能作为统一的能源形式将各种分布式能源加以融合。

通过对微网内部不同形式能源(冷/热/电、风/光/气等)的科学调度,以及微网与微网、微网与大电网之间的优化协调,可以达到能源高效利用、满足用户多种能源需求、提高供电可靠性等目的;此外,通过在用户侧安装分布式电源并形成微网,有助于消除输配电瓶颈、减少网络损耗,延缓发/输/配电系统的建设等;而在大电网崩溃和意外灾害(例如地震、暴风雪、人为破坏、战争)出现时,由于微网可以孤网独立运行,可保证重要用户供电不间断,并为大电网崩溃后的快速恢复提供电源支持。

在我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中明确提出要大力开展“可再生能源低成本规模化开发利用”以及“间歇式电源并网及输配技术”,开展分布式发电供能技术方面的研究工作符合国家重大需求。

随着分布式发电、微网以及智能电网、智能微网等概念的提出以及相关研究的不断深入[1-6],在我国“十一五”期间“分布式能源系统微电网技术研究”获得了国家863高技术基金的资助,“分布式发电供能系统相关基础研究”获得了973国家重点基础研究发展计划项目的资助,分布式发电供能系统的相关技术将成为一项重要的技术增长点,是21世纪电力工业的主要技术发展方向之一。

2研究现状国内对中压等级分布式发电系统的研究起步较早,对分布式电源接入配电网的模型研究较多[7-11]。

在中压10kV电压等级,开展了大功率分布式电源并网控制,如大规模风电接入对配电网带来的影响研究;对分布式发电对电力系统过电压的影响、对电压分布的影响以及对静态电压稳定性的影响、对含分布式发电的潮流计算以及考虑谐波影响的分布式电源准入功率计算等方面有广泛研究[12-27]。

近年来在低压等级我国也紧跟美国和欧洲的脚步开展了微网、智能微网以及数字化配电网领域的研究。

国内天津大学、合肥工业大学、西安交通大学、华中科技大学等高校以及南方电网开展了高渗透率下微网与大电网相互作用机理研究、分布式储能对微网安全稳定运行的作用机理、含微网配电系统的规划、微网及含微网配电系统的保护原理与技术、并网控制及多分布式电源协调控制、微网经济运行理论与能量管理等的研究[28-34]。

在电能质量方面,揭示大规模分布式发电或微网引起的单一的电能质量问题机理研究较多,但如何经济高效的解决这些问题,建立涵盖中低压电压等级的含分布式发电的配电网电能质量群控平台研究较少,国内外尚属空白。

(1)分布式发电系统电能质量检测研究现状含分布式发电单元的配网电能质量的控制,首先要解决的是电能质量问题检测。

针对大功率分布式电源和微网并网运行带来的电能质量检测评估,国内外一直以来都十分关注,进行了较为深入的分析和研究。

在理论方面,目前单台或单种分布式电源对不同电能质量指标的影响研究较多[35]。

伴随集中+分布供电结构逐步出现,传统电网电能质量治理点如无功补偿节点、有源滤波器投入节点等都会因为在配电网馈线上出现的微网而改变。

这些分布于馈线上的微网可能作为终端出现,也可能作为中间变送站出现。

其增加了电能质量治理装置的控制难度,传统电网电能质量经验检测点和治理点在微网中将不再全部适用,有必要重新检定补偿点和监测点,以确定治理装置的安装位置。

(2)高性能逆变器技术研究现状随着重复控制技术[36]、同步逆变器技术[37]的研究深入,在分布式发电并网逆变器的控制策略中采用H无穷重复控制以消除开关谐波,添加谐波和无功补偿指令构造多功能并网逆变器[38],以及开发无互联的、可自动追踪配网功率分配的逆变器控制器,将构成含分布式发电单元配电网电能质量主动管理的主要内容。

逆变装置作为微网的主要构件,其在微网中的大量使用是谐波问题最主要的来源;各种类型间歇式、不稳定微源以及储能装置都需要借助逆变器输出利益群体要求的电能,进而带来更为复杂的谐波问题。

依据所采用的电力电子技术不同,逆变器可能产生不同水平的谐波。

随着微网渗透率的提高,配电系统的谐波水平也将会上升。

另一方面,对于一个谐波水平已经比较高的配电系统,微网中的分布式电源也可能会成为谐波的汇点,导致分布发电设备的损毁。

微网内大量逆变器的使用也为电能质量治理提供了良好条件,考虑其有益作用,由于有源滤波器和基于逆变系统的微网系统具备相同的特征,使得构造供能+滤波系统成为可能。

文献[39][40]提出根据并网逆变器和有源滤波器相同的主电路结构,在并网控制算法中加入滤波环节,使之同时具备发电和电力滤波器的功能。

文献[41]提出一种光伏并网发电系统,将光伏并网与无功补偿协同设计,构成光伏并网发电功率调节系统,以提高供电品质和减少功率损耗;分析了系统工作模式及瞬时无功检测方法、最大光伏功率跟踪及并网功率的合成控制,并研制了工程样机。

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