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论文投稿-考虑线路故障和光伏出力随机性的配电网运行风险评估

时间:2021-01-31 14:04:31

这是一篇论文投稿,是关于电网方面的论文,有这方面写作需求的小伙伴可以借鉴一下,其他方面的论文范文请到网站论文精选分类中查找。

摘要:随着新能源技术的推广,现代化技术的研发应用,我国配电网网架结构相对复杂,作为稳定供电系统的基础部分,配电网线路故障问题从设计到检修都必须完善细节,加强影响因素的管控和排查。文章基于线路故障和光伏出力随机性的配电网运行风险展开论述,探讨相关风险因素,提出几点策略,提高风险评估和预测的准确性。

关键词:线路故障;光伏板;配电网;运行风险

配电网运行风险分析的关键环节为态势感知,即安装过程中,配网线路各个衔接点和关键位置的量测装置的数据采集分析,基于参数和相应规律判断运作状态。配电网态势感知主要分为三个流程,从信息采集到对比参数,再到整合数据要素,综合预测评估风险。随着信息化、数字化和自动化技术的广泛应用,分布式电源、电动汽车、配电设备和可控负荷的监测工作都逐渐完善,监控指标与覆盖面积范围都有所提升,对于线路故障的维护检修工作有着积极影响。但是,新能源技术在电力行业的发展仍然存在问题,光伏发电垃圾电性质仍然在改进和创新过程中[1]

一、配电网运行风险因素概述

光伏出力的概念是指光伏板将太阳能转化为电能,并送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作,光伏组件是太阳能发电系统中的重要组成部分,也是太阳能发电系统中最重要的部分。但是光伏出力的影响因素较多,除了自然因素之外,由于晶体结构的物理性质,光伏组件的电池寿命较低,使用性不高,而且电池组件在高电压的长期作用下会出现电势诱导衰竭现象,降低整体组件性能,影响发电效率。

首先,配电网运行过程中可能出现的线路故障与自然因素相关[2]。除雷电、暴雨、台风等恶劣气候本身的影响外,这种天气下带来的灰尘和积水,也会造成线路故障。比如雷电带来的电磁力会导致绝缘导线在感应雷、直击雷的电压作用下,引起绝缘子、绝缘层被同时闪络和击穿,此时的绝缘导线将会呈现针孔形状。由于周围绝缘层所产生的阻凝作用,工频续流电弧无法移动,只能在针孔处进线固定燃烧,导线会在极短的时间内被烧断。其次,考虑设备本身的检修和维护工作,过负荷、绝缘缺陷、变压器过载或是线路短路对相关设备的损坏,也要纳入到风险评估中。再者外力破坏和人为破坏以及人为误操作都会造成线路故障问题,有些情况下甚至会延迟或造成其他部位的输电问题。比如配网附近工程施工的爆破或机械设备很容易破坏周围电缆电线。

综上所述,运行风险指标的确定,一方面从配电网的线路故障引起的失负荷或分布式电源接入配电网的随机性短路来确定,另一方面则是整体配电网的配电线路电压变化情况和支路功率波动的相关数据来判断[3]

二、考虑线路故障和光伏出力随机性的配电网运行风险评估现状

光伏发电的随机性主要是由于电池原因,PID现象使玻璃、封装材料之间存在漏电流,大量电荷狙击在电池片表面,使得电池表面的钝化效果恶化,导致组件性能低于设计标准。PID现象严重时,会引起一块组件功率衰减50%以上,从而影响整个组串的功率输出。高温、高湿等环节因素都会影响光伏发电的效率,再加上光伏组件与PID现象的联系现阶段仍然处于研究环节,尚未攻克。本身配电网对于输送电的控制要求就极为明确,结合用电需求和规律,电力即发即用,这就导致光伏发电的随机性会根据发电效率冲击配电网,比如局部电压加大,变压器过载,配电变压器二次短路会使变压器线圈压缩,造成主副绝缘松动脱落、线圈变形。同时产生的短路电流能够使线圈温度急剧升高,给相关输电设备造成负面影响,尤其是涉及保险丝相关问题,还会造成安全隐患。不仅发电效率低,持续时间短,能源利用率低,而且要加强检修和维护工作。因此,在分布式光伏高密度接入的过程中,就要考虑到输电网线路的整体规划和过载风险的预测与处理,针对于密集程度,采用相应的电力系统针对光伏发电的负荷和波动规律加强合理调度[4]

三、考虑线路故障和光伏出力随机性的配电网运行风险评估策略

(一)从长期规划角度进行,加强在线实时评估

配电网运行评估工作需要加强运行态势的感知,不但要从长期规划的角度进行,还要考虑到光伏发电的随机性,通过大量收集新线路故障案例,对比根源问题,从中比对光伏出力的影响占比。尤其是根据配电线路的不同时间段,在气象和自然因素下,加强在线实时评估。

(二)注重人工经验积累,加强配输电数据的信息采集

配电运行风险的评估模型一般来说是通过风险源辨识来平衡指标的,无论是恶劣天气、电气设备、分布式电源还是电源符合问题,架空线路与接地线路的故障问题都要在考虑到基础常见故障的前提下,结合正常运行状态,对可能产生的故障问题或后续的检修工作方向有所明确。以恶劣天气为例,具体的故障次数和设备的性能情况时与设备故障概率直接相关的,但不同地区的运行场景也是存在差异的,尤其考虑到光伏出力的随机性,要将这一现实差异转化为能够计量的相应参数范围区间,帮助计算故障概率和运行风险。有经验的调度员要能够根据运行状态和外部环境对运行情况进行一个安全性评估,如果存在超出安全范围的可能,就要准备好相应的调度计划和应急预案,并根据现实情况,对后续的概率计算模型进行改写和二次建模,减少偏差,结合人工经验,加强配输电数据的信息采集,提高工作效率[5]

(三)优化高密度分布式光伏电源接入配网后的评估模型

     随着电网信息化水平的不断提升,电网各业务系统中积累了大量数据,其中包括历史故障数据、电网地理接线图、线路状态监测数据、历史气象数据、负荷数据等。这些数据来自于调度、运检和营销等多个业务部门,涵盖了多个电压等级的电网监控和采集信息。在配电网运行风险评估中,通过融合多源数据,优化高密度分布式光伏电源接入配网后的评估模型,能够对于配电网线路的各类运行场景明确可能存在的故障问题,精准定位,提高预测配评估的准确性。

结语:总而言之,文章从光伏出力的影响因素切入,探讨配电网运行风险中可能存在的故障研究现状,提出相应的应对策略和改进方向,以期促进我国电力事业的长久发展。

参考文献:

[1]陈昊.考虑线路故障和光伏出力随机性的配电网运行风险评估[D].北京:北京交通大学,2019.

[2]吴龙飞.配电网设备运行维护中的风险评估与状态评价[J].价值工程,2020,39(17):1-2.

[3]苏亮,阮思洁,史文萍, .基于可信度的主动配电网运行风险评估[J].电器与能效管理技术,2019,(13):29-34.

[4]张晨阳,吴浩然.配电网设备运行维护中的风险评估与状态评价[J].城镇建设,2019,(10):280.

[5]路军.配电网设备运行维护中的风险评估与状态评价[J].电子世界,2019,(16):97-98.

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