开题报告(初稿)含分布式电源配电网的无功补偿.doc

研究背景及意义 国民经济的高速发展和人民生活水平的提高促进了人们对电力的需求，同时也对供电的可靠性和供电质量的要求越来越高。如今，电力短缺制约着我国国民经济的发展，加上配电网建设滞后，大量的无功功率在电网中流动形成线损，降低了电能的电压质量和电网经济效益。无功补偿是目前节能降耗，改善电网电压质量最经济、最有效的方式之一。无功补偿，是指在电子供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，从而提高供电效率，改善供电环境。无功补偿在配电网中是不可或缺的[1]。 伴随着能源危机和环境恶化，世界发展对新能源及可再生能源的需求已经十分迫切。主要基于新能源及可再生能源分布式发电技术，如：光伏发电、风力发电等近年来引起了人们的广泛重视，分布式电源凭借其灵活、高效的特点在配电网中得到了越来越广泛的应用。分布式电源将成为未来大型电网的有力补充和有效支撑，是未来电力系统的发展趋势之一，大力发展分布式发电技术对于我国能源结构调整、实现可持续发展具有重要意义。然而，大量的分布式电源接入也给电网带来了一些新的问题有待解决，如：含分布式电源的配电网电能质量问题、继电保护问题、孤岛问题、无功补偿等。 国内外研究现状 从20世纪80年代末开始, 世界电力工业已出现了一个由传统的集中供电模式向集中和分散相结合的供电模式过渡的趋势。近年来分布式发电技术以其独有的环保性、经济性引起人们越来越多的关注。英国、美国、日本等发达国家在进行能源结构调整过程中已经把DG技术放在了相当重要的位置上。分布式发电具有节能、环保、投资少、占地小的特点, 更重要的是分布式电源应对高峰期电力负荷比集中供电更加经济、有效。是集中供电有益的补充。目前, 随着我国燃料结构的变化、高峰期电力负荷越来越大, 有必要加快发展分布式电源, 优化供电模式，保障供电安全。另外从可持续发展和降低环境污染观点看, 分布式发电技术也是我国的必然选择。目前, 大电网与分布式发电相结合被世界许多能源、电力专家公认为是能够节省投资、降低能耗、提高电力系统可靠性和灵活性的主要方式, 是21 世纪电力工业的发展方向。近年来, 对新型分布式发电技术的研究取得了突破性的进展, 分布式发电有望在电能生产中占有越来越大的比重, 并对电力系统产生重大的影响。日本的经验是分布式电源的发电量在用户总用电量的25 % ～ 33 % 之间,美国电力科学研究院( EPRI) 研究表明, 到2010 年, 全球25 %的电能由小于2MW 的DG装置提供, 并且DG 所占市场份额将达到20%[3]。 截至2009年底，国家电网公司经营范围内接入35kV以下配电网的分布式电源总装机容量4593.4万千瓦，总发电量1422亿千瓦时。截止今年3月，国家电网公司经营范围内在建和运行的用户侧光伏发电项目共65个，装机容量42.78万千瓦，年发电量5.3亿千瓦时。发展势头较快北京、上海、广州等规划建设了几十座分布式能源冷热电联供系统，用于医院、机场、商业中心等场合。根据发改委《可再生能源中长期发展规划》，至2020年，美国太阳能光伏发电将占发电装机增量的15%左右；欧盟国家可再生能源发电量将占总量的30%；我国太阳能发电180万千瓦；生物质能3000万千瓦[4]。 国内风力发电机主要包括永磁直驱风机和双馈风机两种。两者的最大区别在于不同的传动、发电结构。以下通过分析风机的主要结构特性来比较两者的优劣势： 特性 永磁直驱式和 双馈式风机比较 分析 电网兼容性 永磁直驱风机更强， 永磁直驱风机具备较强电容补偿、低电压穿越能力，对电网冲击小 维护成本 永磁直驱风机更低 永磁直驱风机省去齿轮箱维修费用 空气动力学性能 永磁直驱式受风速限制较小 永磁直驱风机通过电磁感应原理发电，在额定的低转速下输出功率较大、效率较高 噪音 永磁直驱风机噪音更低 永磁直驱风机省去了齿轮箱，噪音低 效率 永磁直驱风机效率更高，发电效率平均提高5-10% 双馈式风机支持齿轮箱工作，本身也耗电 运输难度 永磁直驱风机运输难度更大 永磁直驱风机体积较大，运输难度更大 电控要求 永磁直驱风机要求更高 永磁直驱风机省去齿轮箱，全功率逆变 改进空间 永磁直驱风机改进空间更大 永磁直驱风机技术较新，电子化程度高 相较于双馈式电机，永磁直驱风机更能适应低风速，且能耗较少、后续维护成本低。此外，永磁直驱风机的应用对于我国具有更加重要的意义，我国低风速的三类风区占到全部风能资源的50%左右，更适合使用永磁直驱式风电机组。 综合来看，永磁直驱风机将是我国风力发电机未来发展趋势。 我国企业拥有直驱风机的自主知识产权，结合《关于风电建设管理有关要求的通知》中风机国产化率要求及我国风机应用领域逐步扩展至低风速区