2 国内外分布式发电标准对比分析
国际上大部分标准都包括了DG接入系统的总体要求、电能质量、DG 的有功无功功率控制、电压及频率响应、并网与同步、安全与保护、计量、监控、通信及检测等几个方面。[14]文章主要针对功率控制、DG的有功和无功控制,保护配置,电能质量等方面对比分析国内外现有的分布式发电标准。
2.1 DG 接入要求和规范
国际上大多标准是不允许分布式电源主动调整公共连接点( Points of Common Connection,PCC)的电压,配电网运行的电压偏差应满足一定的标准(见表2)。
IEEE 1547 标准要求分布式电源在公共连接点的电压波动不大于额定电压的±5%;加拿大互联电压等级标准CSAC22.3 NO.9允许电压偏差是±6%;英国低压配电网连接微小发电机的技术要求BS EN50438:2007 要求PCC 点的电压波动不超过±5%;德国中压并网指南和低压并网指南规定网络中每个PCC 点的电压幅值变化分别不大于2%和3%。
我国Q/GDW480—2010 标准对分布式电源接入电网后的电压没有规定其波动范围,但对DG 的接入容量及电压等级做了如下规定:
(1)分布式电源总容量原则上不超过上一级变压器供电区域内最大负荷的25%。
(2)分布式电源并网点的短路电流与分布式电源额定电流之比不宜低于10。
(3) 分布式电源接入电压等级宜按照:200 kW 及以下分布式电源接入380 V 电压等级电网;200 kW 以上分布式电源接入10 kW(6 kV)及以上电压等级电网。
经过技术经济比较,分布式电源采用低一电压等级接入优于高一电压等级接入,可采用低一电压等级接入。
2.2 DG 有功及无功控制
大部分北美标准如IEEE1547 在分布式电源的有功控制及频率调节方面都没有具体的规定,主张电网的频率和电压应由大电网进行调节,不鼓励分布式电源参与。当系统电压或频率超过正常范围时,分布式发电系统应在规定时间内自行切除,停止向电网供电。
加拿大C22.3NO.9 标准允许分布式电源参与公共连接点的电压调节,这与IEEE 1547 等北美标准不同。对于30 kW 以上的DG 要求功率因素在-0.9至+ 0.9之间可调,30 kW 以下的DG允许以这个范围内的某一固定功率因素运行。
相比北美标准,一些欧洲国家的标准中对DG 系统的有功功率控制及无功电压调节进行了详细的规定,例如德国中、低压并网标准中规定分布式发电系统需根据调度令调节电源的有功功率输出。
在无功控制方面,德国中压标准规定:如果网络运营商要求或者为了满足网络要求,发电厂必须参加中压网络的稳态电压控制。在德国低压并网标准中规定:如果由于网络运行工况需要,网络运营商可以要求在低压配电网中DG 参加静态电压调节。
我国Q/GDW 480—2010 标准分别对旋转电机类型和变流器类型DG 的无功调节能力及方式做了规定,要求通过旋转电机或变流器接入10kV(6 kV)~35 kV电压等级的分布式电源应该能够调节无功功率参与PCC 点的电压调节,对其他分布式电源未做要求。
2.3 电能质量
各标准对DG 接入后所引起的公共连接点的电能质量都做了约束,要求其满足本国电能质量的相关标准要求。电能质量主要涉及电压波动、闪变、谐波、直流分量诸如等问题。
(1)电压波动与闪变。IEEE 1547和C22.3NO.9规定分布式的电源介入后不应引起有害闪变,若可能存在此有害闪变则应配置相应的保护措施。Q/GDW 480—2010 标准中规定,DG并网后的PCC点处的电压波动和闪变应满足《电能质量电压波动和闪变》(GB /T12326—2008)。
(2)谐波。IEEE1547和C22.3 NO.9对分布式电源注入区域配电网的谐波电流都有明确的要求和规定。DG接入后注入的谐波电流不能大于接入前该区域配电网的谐波电流。我国Q/GDW 480—2010 标准要求DG 接入的PCC 点的谐波电流满足国标《电能质量公用电网谐波》(GB /T 14549—1993)的要求。
(3)直流注入。IEEE 1547和C22.3 NO.9以及我国Q/GDW 480—2010 要求DG 接入后的直流电流注入不应超过接入点额定电流的0.5%。
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