摘要:本文介绍新架构下接入的光伏发电、风力发电等分布式发电,用电负荷充电桩及双性终端储能站的特点或趋势,分析了电网二次系统在继电保护、电能质量、数据处理、网络安全、配网规划、可靠性等方面面临的问题。
电力体制市场化改革是电力随着市场经济发展的必然结果。随着《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(新电改9号文)的下发,为电力体制改革提供了政策基础,在实现厂网分开的基础上进一步全面实现发售分开指日可待。新电改9号文主要体制架构是“管住中间、放开两头”,推进“三放开、一独立、三加强”的电力体制改革,允许分布式电源的接人和各电厂之间实现竞价式上网。在这样的体制架构下,电源侧的分布式电源、用户侧的电动汽车或充电桩以及以智能大厦为代表的双性终端的接人,使电网结构产生巨大变化,因此有必要了解新电改下电网接人终端的情况,研究其给电网二次系统带来的挑战,为电网未来的发展提供必要的基础,对电改顺利实施具有重大的意义。
1 新接入终端介绍
1.1分布式电源
(1)光伏电池发电。我国太阳能资源十分丰富,与同纬度的其它国家相比,与美国类似,比欧洲、日本优越得多,具有利用太阳能的良好条件。光伏发电装置具有占地面积小、安装灵活、清洁、安全等优点,但是由于其发电的能力或大小跟光的强度、照射的角度等有直接关系,因此存在着随机性、间歇性、可控性差、不可调度等固有缺点,
(2)风力发电。风力发电技术是利用风力吹动风机转动产生电能的发电技术。地球上风能蕴量十分巨大,可利用的风能达到2×10 7MW,比地球上可开发利用的水能要大10倍;其次,风能跟太阳能一样,是一种清洁、分布广泛、利用方便、取之不尽的能源,因此得到了各国关注。目前,风力发电技术相对已较成熟,在商用中也越来越广泛。我国在这方面的起步相对较晚,但是随着能源问题的日益严重及国家政策的支持,近些年来也取得了长足进步。
(3)微型燃气轮机发电。微型燃气轮机发电技术是将天然气等可燃气体转化为电能的一种发电技术。微型燃气轮机的单机容量在30kW1~1000kW,主要以天然气、可燃冰等为燃料,具有体积小、质量轻、建造成本和运行成本都极具竞争力、发电效率高、污染少、运行维护简单等优点,目前技术上已相当成熟。
(4)燃料电池发电。燃料电池发电技术是在催化剂的作用下将所提供的燃料直接发生电化学反应产生电能的一种能量转换技术。燃料电池发电量跟燃料的多少、催化剂等有直接关系,而这些都是可控的,因此燃料电池的出力是可控的。由于燃料电池是直接将化学能转化为电能,不需像燃气轮机、锅炉等经过中间量热能的转化,因此在能源利用率、环保等方面具有优势。
1.2电动汽车充电桩
充电桩(充电站)是在电动汽车(新能源汽车)基础上发展起来的一种专供汽车充电的装置。根据预测,2020年全国电动汽车达到500万辆,2030年将达到6 000万辆;按每辆电动汽车充电功率为10kW测算,在最极端的情况下,若6 000万辆电动汽车同时充电,则峰值充电功率将达到6亿kW,占203。年全国预计总装机容量的26%。从这些数据可预测,未来对充电桩的需求非常庞大。充电桩具有随机性、谐波大、冲击性的特点。
1.3双性终端
双性终端是指有可能是电力用户也有可能是电力供应源的接入终端,如自带UPS或光伏发电设备的绿色大厦、钢铁锻炼厂、储能站等。