微电网并网标准及影响因素研究

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微电网并网标准及影响因素研究学院

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指导教师

2015 年月日

二0一五—二0一六学期

摘要 (1)

1 微电网并网总则 (2)

2 并网基本要求 (2)

3 微电网并网要求 (3)

3.1 普通并网 (3)

3.2 并网不上网 (4)

4 微电网并网运行要求 (4)

4.1 有功功率 (4)

4.1.1 基本要求 (4)

4.1.2 有功功率调节 (4)

4.2 无功功率 (5)

4.2.1 无功电源 (5)

4.2.2 无功容量 (5)

4.3 电压调节 (5)

4.4 电能质量 (6)

4.4.1 谐波和波形畸变 (6)

4.4.2 直流注入 (6)

4.5 电能计量 (7)

5 微电网解列 (7)

5.1 正常解列 (7)

5.2 事故解列 (7)

5.2.1 电网侧故障解列 (7)

5.2.2 微电网侧事故解列 (8)

6 通信及信号 (8)

6.1 正常运行信号 (8)

6.2 故障信息记录与传输 (9)

7 结论 (9)

参考文献 (9)

根据现有的国内外相关标准和规范，从电力系统的角度初步研究了微电网并网、并网运行以及解列过程的技术要求。提出了微电网并网的基本要求和并网准则，基于配电网可靠性考虑，对微电网并网时接入点、接入容量和接入方式提出了要求。对微电网接入电网引起的电能质量、有功功率和无功功率控制、电压调节、继电保护、通信、监测和电能计量等问题进行了分析。本文研究了微电网接入电网时应该考虑的几个重要因素，如：微电网接入系统的基本要求、微电网并网要求、电能质量、功率控制和电压调节、继电保护、并网监测、微网解列、通信、电能计量等。通过对上述九方面的研究，从电网的角度提出了微电网接入电网的技术规定，为今后制定微电网接入标准和微电网大规模的发展提供了一定的基础。

关键词：微电网；电力系统；并网；并网运行；解列；电能质量；继电保护。

微电网在并网、并网运行、解列时不能对电网以及电网中的其他用户产生不利影响，且需在电网运行管理部门的监管和调度下进行。

2 并网基本要求

微网需向电网运行管理部门提供微电网中所包含的微电源的组成、总体性能以及微电网中的负荷特性，微电网并网如图 1 所示。

图1微电网结构

微电网需在电网运行管理部门的建议和监督下合理选择接入点、接入容量和接入方式。一般情况下，微电网的总容量不超过上一级变压器供电区域内最大负荷容量的 1/4 或者最小负荷容量的 1/3。微电网接入的电压等级为：200 kW 及以下微电网接入0.38 KV 电压等级电网；200 kW 以上微电网接入 10 KV及以上电压等级电网。微电网采用低一电压等级接入优于高一电压等级接入时，可采用低一电压等级接入。微电网的并网以及并网方案需经过电网运行管理部门同意，由后者实施。

微电网的并网方式可分为普通并网和并网不上网两种方式。

3.1 普通并网

微电网带电并网时，会存在并网点两侧的电压、幅值和相角不匹配的情况，例如微电网与电网之间的相角异相时并联会造成同步发电机电枢铁芯末端过热，并由于极高的扭矩而损坏微网中的发电设备；当微电网电压低于电网电压且超过一定幅值时，并网后微电网将立即遭受大量的流入发电设备的无功功率，使得电网出现低电压；反之，当微电网电压高于电网电压且超过一定幅值时，并联后微电网将立即遭受大量的流出发电设备的无功功率，使得电网出现过电压。因此，在微电网并网前，必须使并网点两侧的电压、频率和相角尽可能接近，以减小并网过程中对微电网和电网同时存在的暂态过程。综上所述，并网时微电网的电压、频率、相角和相序应与电网的相匹配，且两者上述参数的差值必须满足表 1 中的要求。

表 1 微电网并网时的同步参数限值

3.2 并网不上网

此种并网方式严格禁止微电网的功率倒送，即并网点功率流向只能从电网流向微电网。此时需配置逆功率保护。

4 微电网并网运行要求

4.1 有功功率

4.1.1 基本要求

微电网并网运行时的最大负荷容量与多个因素有关，如配电网电压指标约束、相间短路影响、谐波影响、对潮流优化的影响等。其中对电压、谐波等的影响可集中到对并网点的约束中。因此，微电网并网运行时的最大负荷容量主要考虑电网的继电保护，同时计算容量时应该计入储能装置。对并网上网运行，微电网向电网输送的功率也应该根据电网的短路容量、负荷特性来给出确定的限值。

4.1.2 有功功率调节

微电网中的部分微电源，例如风力发电具有有功功率调节能力，其应配备功率协调控制系统。要求微电网不主动参与电网的有功调节，但能根据负荷的变化不断调节微电源的有功输出，维持内部的频率在规定的范围内。同时要求微电网在电网的控制下为电网提供一些辅助的有功调节，在电网紧急情况下，微电网能够根据电网的指令来协调控制微电网内各微电源的有功输出，以防止输配电设备发生过载，确保电力系统稳定性。在电网频率高于 50.5 Hz 且常规调频电厂容量不足时，可以通过降低微电源的有功功率输出来保证电网频率恢复到正常值。

4.2 无功功率

4.2.1 无功电源

微电网中的无功电源包括具有无功输出及调节能力的微电源和无功补偿装置。微电网应具备协调控制微电源和无功补偿装置的能力，能够自动快速调整无功总功率，从而提高用户的功率因数、减少电网的有功损耗以及提高电力系统的电压水平，改善电能质量，提高系统的抗干扰能力。首先应充分利用微电源的无功容量及其调节能力，仅依靠微电源的无功容量不能满足系统电压调节需要或功率因数要求的，应在微电网内加装无功补偿装置。

无功补偿装置可以是分组投切的电容器或电抗器，也可以使用能连续调节的快速无功补偿装置或其他先进的无功补偿装置。

4.2.2 无功容量

微电网应具备无功功率调节能力，其调节范围根据微电网特性、电网结构和电网运行管理部门的要求决定。在并网运行时，微电网所能吸收/发出的无功功率应使其功率因数可以在一定范围内调节。微电网吸收感性无功功率时，PCC 点的功率因数应该满足《电力系统电压和无功电力管理条例1998》的要求。

4.3 电压调节

微电网控制系统接受在恒定功率因数或恒定无功功率输出方式下运行，其本身允许采用自动电压调节器，但在进行电压调节时应遵照已有的相关标准和规程，不造成并网点的电能质量问题。一般而言不应由微电网承担并网点的电压调节，而应由电网运行管理部门来承担。