專利名稱：一種抑制分布式發(fā)電引起配電網(wǎng)過(guò)電壓的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種抑制由分布式發(fā)電引起的配電網(wǎng)過(guò)電壓的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)日益加劇以及用戶對(duì)電力供應(yīng)質(zhì)量與可靠性的要求不斷提高，以大機(jī)組集中發(fā)電和大電網(wǎng)互聯(lián)為主要特征的集中式供電系統(tǒng)的一些弊端日益呈現(xiàn)。在此背景下，分布式發(fā)電技術(shù)越來(lái)越受到關(guān)注，已成為已有大電網(wǎng)的有益補(bǔ)充，是未來(lái)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。分布式發(fā)電使得配電系統(tǒng)變得更加分散，用戶對(duì)大型發(fā)電廠和輸電線路的依賴將減少，從而提高了電力系統(tǒng)靈活性。隨著分布式電源在電力系統(tǒng)中所占比例的不斷擴(kuò)大，分布式電源接入電網(wǎng)，將給輸電網(wǎng)尤其是配電網(wǎng)的電壓、電能質(zhì)量及保護(hù)等帶來(lái)一系列的影響，其中重要的一點(diǎn)就是可能導(dǎo)致分布式電源接入點(diǎn)處過(guò)電壓。以圖I所示的配電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)圖為例，假設(shè)分布式電源以單位功率因數(shù)運(yùn)行，本地負(fù)荷為零，則O. 4kV電纜上功率倒流，分布式電源通過(guò)O. 4kV電纜及變壓器向配電網(wǎng)供電，將在電纜線路阻抗上產(chǎn)生壓降，使分布式電源接入點(diǎn)處電壓高于變壓器出線側(cè)，如果分布式電源的容量很大，則將導(dǎo)致分布式電源接入點(diǎn)處過(guò)電壓。目前，為了抑制由分布式發(fā)電引起的配電網(wǎng)過(guò)電壓，常采用的方法如下幾種一、降低中壓/低壓變壓器輸出端的供電電壓；二、降低分布式電源的實(shí)際輸出容量；三、對(duì)配電線進(jìn)行改造，增加電纜截面積，即用更粗的電纜；四、在配電線中增加自耦變壓器進(jìn)行調(diào)壓；由于分布式電源輸出功率的間歇性，當(dāng)分布式電源輸出功率較小時(shí)，方法一可能會(huì)導(dǎo)致配電線末端的欠電壓，且方法一需要用到有載調(diào)壓變壓器，在低壓配電網(wǎng)中一般不具備。方法二降低了分布式電源的實(shí)際輸出容量，違背了安裝分布式電源的初衷。方法三和方法四增加的成本太高，經(jīng)濟(jì)性不好。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是克服上述方法的不足，針對(duì)分布式電源接入的特點(diǎn)，提供一種抑制分布式發(fā)電引起配電網(wǎng)過(guò)電壓的方法，該方法可大大提高分布式電源最大允許接入峰值容量，從提高分布式電源在配電網(wǎng)中的滲透率。技術(shù)方案本發(fā)明的抑制分布式發(fā)電引起配電網(wǎng)過(guò)電壓的方法，采用分布式降壓方法，即在典型400V、10kV或20kV配電網(wǎng)輸電線中每隔500m 5km距離就串聯(lián)一個(gè)降壓裝置，當(dāng)電纜由于多個(gè)分布式電源的接入而引進(jìn)其電壓過(guò)高時(shí)，開啟降壓裝置，通過(guò)降壓裝置的單獨(dú)或者協(xié)調(diào)工作，對(duì)過(guò)電壓進(jìn)行處理將配電網(wǎng)輸電線電壓降到允許范圍之內(nèi)。所述降壓裝置為已有的動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器DVR。
有益效果本發(fā)明的抑制由分布式發(fā)電引起的配電網(wǎng)過(guò)電壓的方法，適用于多種分布式電源場(chǎng)合，如光伏或者風(fēng)機(jī)等，與背景技術(shù)中提到的已有傳統(tǒng)方法相比，此方法不會(huì)引起配電線末端的欠電壓，可大大提高分布式電源最大允許接入峰值容量，同時(shí)成本低。


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具體實(shí)施例方式本發(fā)明的抑制分布式發(fā)電引起配電網(wǎng)過(guò)電壓的方法，針對(duì)分布式電源接入配電網(wǎng)的特點(diǎn)，采用分布式降壓方法，即在典型400V、10kV或20kV配電網(wǎng)輸電線中每隔500m 5km距離就串聯(lián)一個(gè)降壓裝置，當(dāng)電纜由于多個(gè)分布式電源的接入而引進(jìn)其電壓過(guò)高時(shí)，開啟降壓裝置，通過(guò)降壓裝置的單獨(dú)或者協(xié)調(diào)工作，對(duì)過(guò)電壓進(jìn)行處理將配電網(wǎng)輸電線電壓降到允許范圍之內(nèi)。所述降壓裝置為已有的動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器DVR。為了分析本發(fā)明提出的分布式降壓工作原理，為方便起見，假設(shè)電路中只有一個(gè)分布式電源在結(jié)點(diǎn)π3外接入電纜，為200Α的恒流源，如圖3所示，3段線路的電阻都為30mΩ (在此沒有考慮線路的感抗，這是由于分布式電源一般都工作于單位功率因數(shù)條件下)，此時(shí)結(jié)點(diǎn)nl、n2、n3分別為406V, 412V和418V，假設(shè)過(guò)電壓標(biāo)準(zhǔn)的上限為409V，則有2段線路都過(guò)電壓。若采用降低分布式電源實(shí)際輸出容量的方法，則分布式電源只能輸出100A，即有近40KW的容量被浪費(fèi)了。若采用本發(fā)明提出的分布式降壓方法，如圖4所示，讓1#降壓裝置在線路中產(chǎn)生左正右負(fù)的4. 5V的電壓，2#降壓裝置在線路中也產(chǎn)生左正右負(fù)的4. 5V的電壓，而3#降壓裝置不參與工作，則結(jié)點(diǎn)nl、n2、n3分別為401. 5V，403V和409V，都沒有超出過(guò)電壓的標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)此參與工作的1#與2#降壓裝置的容量?jī)H為I. 8KW,而多增加的分布式電源的輸出容量近40KW，增加的降壓裝置的容量不到其5%?？梢姡捎帽景l(fā)明提出的方法，可大大提高分布式電源最大允許接入峰值容量，從而提高分布式電源在配電網(wǎng)中的滲透率，而額外增加的代價(jià)很低。圖5是本發(fā)明用到的降壓裝置結(jié)構(gòu)圖，主要由逆變器、控制單元、能量提取單元、串聯(lián)變壓器組成，能量提取單元可由儲(chǔ)能設(shè)備如蓄電池供電，也可以由O. 4kV電纜供電，還可以由各種可再生能源，如光伏或者風(fēng)力發(fā)電機(jī)供電。當(dāng)需要降壓時(shí)，逆變器的輸出經(jīng)串聯(lián)變壓器就可以在電纜上產(chǎn)生一個(gè)電壓，如圖4所示，從而過(guò)到抑制過(guò)電壓的功能。
權(quán)利要求
1.一種抑制分布式發(fā)電引起配電網(wǎng)過(guò)電壓的方法，其特征在于，采用分布式降壓方法，即在典型400V、10kV或20kV配電網(wǎng)輸電線中每隔500m 5km距離就串聯(lián)一個(gè)降壓裝置，當(dāng)電纜由于多個(gè)分布式電源的接入而引進(jìn)其電壓過(guò)高時(shí)，開啟降壓裝置，通過(guò)降壓裝置的單獨(dú)或者協(xié)調(diào)工作，對(duì)過(guò)電壓進(jìn)行處理將配電網(wǎng)輸電線電壓降到允許范圍之內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抑制分布式發(fā)電引起配電網(wǎng)過(guò)電壓的方法，基特征在于，所述降壓裝置為已有的動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器DVR。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抑制分布式發(fā)電引起配電網(wǎng)過(guò)電壓的方法。含分布式電源的配電網(wǎng)系統(tǒng)包括10kV配電網(wǎng)、10kV/0.4kV變壓器、0.4kV電纜、多個(gè)分布式電源及相應(yīng)的本地負(fù)荷，其中電纜按一定的距離分為多段，每一段都有其線路阻抗。本發(fā)明涉及的方法為電纜上每隔一定距離裝上一個(gè)降壓裝置，當(dāng)電纜由于多個(gè)分布式電源的接入而引進(jìn)其電壓過(guò)高時(shí)，開啟降壓裝置，將電纜電壓降到允許范圍之內(nèi)。本發(fā)明的抑制分布式發(fā)電引起配電網(wǎng)過(guò)電壓的方法簡(jiǎn)單，對(duì)過(guò)電壓采用分布式降壓，要求的降壓裝置容量小，可進(jìn)行模塊化批量生產(chǎn)，采用此方法可大大提高分布式電源最大允許接入峰值容量，從而提高分布式電源在配電網(wǎng)中的滲透率。
文檔編號(hào)H02H9/04GK102946095SQ20121049056
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者陳武, 王廣江, 顧偉, 趙波 申請(qǐng)人:東南大學(xué)