分布式能源接入系統及其電網功率因數提高方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電力系統電能質量領域，具體涉及一種分布式能源接入系統及其電網功率因數提高方法。
【背景技術】
[0002]電力工業是一個國家的經濟命脈，在國民經濟和人民生活中占有極重要的地位。當下，傳統能源短缺、霧霾等環境污染問題促使清潔能源逐漸全面取代化石能源，清潔替代和電能替代將是未來世界能源可持續發展的重要方向。隨著單位千瓦電能生產價格的不斷下降以及政策層面的有力支持，光伏發電、風力發電等分布式能源發電應用范圍越來越廣，并開始從特殊場合應用向商業化應用發展，為政府機關、大型商務區、醫院等負荷供電，逐步形成了大電網與分布式發電技術相結合的新型供電模式。
[0003]分布式電源輸出功率具有很強的間歇性、隨機性和波動性，分布式能源接入電網會引起電壓波動和閃變、功率因數波動和降低、電力諧波、電壓暫降和偏差等問題，嚴重影響配電網乃至輸電網的電能質量。就功率因數而言，分布式電源和電網同時向負荷供電，導致電網所提供的有功功率降低且隨分布式電源輸出功率的波動而波動，引起電網的損耗增加，電能質量降低，嚴重時甚至會損壞相關設備;更有甚者，用電單位甚至會因為功率因數降低而導致被罰款。
[0004]為提高電能使用效率，原水利電力部、國家物價局于1983年出臺了《功率因數調整電費辦法》，采用經濟手段來對客戶用電的功率因數進行考核，對促進用戶加強無功管理，裝設無功補償設備，節約電能，起到了很大作用。但分布式電源輸出功率具有很強的間歇性、隨機性和波動性，僅依靠無功補償設備無法全時段維持高功率因數;此外，對于無功需求量較小的負荷，無功補償設備(例靜止無功發生器，SVG)可能出現因達不到最小無功功率要求而不投入的情況。

【發明內容】

[0005]本發明提供一種分布式能源接入系統及其電網功率因數提高方法，可提高并穩定分布式能源接入電網后的功率因數，有利于提高電能質量。
[0006]為實現上述目的，本發明提供一種分布式能源接入系統，其特點是，該系統通過電網母線接入電網側;該系統包含:
分布式發電裝置，其輸出端電路連接電網母線，發電并輸出電能至電網側；
無功補償裝置，其電路連接分布式發電裝置輸出端和電網母線，降低電網無功補給；
儲能裝置，其電路連接分布式發電裝置輸出端和電網母線，補償分布式發電裝置有功輸出的波動；
控制系統，其通信連接分布式發電裝置、無功補償裝置和儲能裝置。
[0007]上述系統還包含電路連接分布式發電裝置輸出端和電網母線的負荷。
[0008]上述無功補償裝置為靜止無功發生器。
[0009]上述儲能裝置為混合儲能系統。
[0010]—種分布式能源接入系統電網功率因數的提高方法，其特點是，該分布式能源接入系統包含電路連接電網母線的分布式發電裝置、無功補償裝置和儲能裝置，及通信連接分布式發電裝置、無功補償裝置、儲能裝置的控制系統:該提高方法包含:
無功補償裝置的選型及容量計算；
儲能裝置的選型及容量計算；
控制系統對無功補償裝置和儲能裝置的運行統一控制。
[0011 ]上述無功補償裝置選型為靜止無功發生器。
[0012]上述儲能裝置選型為混合儲能系統。
[0013]上述控制系統對無功補償裝置和儲能裝置的運行統一控制包含:
控制系統設定功率因數目標值；
控制系統采集分布式發電裝置、無功補償裝置、儲能裝置和電網側的狀態參數；
控制系統根據維持功率因數的目標值，計算得儲能裝置和無功補償裝置的運行參數； 控制系統根據運行參數向儲能裝置和無功補償裝置發出控制命令。
[0014]本發明分布式能源接入系統及其電網功率因數提高方法和現有技術的分布式能源接入技術相比，其優點在于，本發明控制系統以功率因數為控制目標，通過無功補償裝置降低電網無功補給，通過儲能裝置彌補分布式電源有功輸出的波動，可有效提高電網功率因數并維持穩定。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明分布式能源接入系統的電路模塊圖；
圖2為本發明分布式能源接入系統的電網功率因數提高方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖，進一步說明本發明的具體實施例。
[0017]如圖1所示，為一種分布式能源接入系統的實施例。分布式能源接入系統通過電網母線105接入電網側106，該系統包含:分布式發電裝置101、無功補償裝置102、儲能裝置103、控制系統和負荷104。
[0018]分布式發電裝置101輸出端電路連接電網母線105，通過電網母線105接入電網側106，用于發電，并通過電網母線105向電網側106輸出電能。
[0019]無功補償裝置102采用靜止無功發生器(SVG)，其電路連接分布式發電裝置101輸出端和電網母線105，用于降低電網無功補給，從而控制功率因數。
[°02°] 儲能裝置103采用混合儲能系統(Hybrid Energy Storage System, HESS)，其電路連接分布式發電裝置101輸出端和電網母線105，用于補償分布式發電裝置有功輸出的波動，提高電網功率因數并維持穩定。
[0021]負荷104電路連接分布式發電裝置101輸出端和電網母線105。
[0022]控制系統通信連接分布式發電裝置101、無功補償裝置102和儲能裝置103，其用于實時錄入和采集分布式發電裝置101、無功補償裝置102、儲能裝置103和電網側106的相關狀態參數，以維持功率因數為目標值為控制目標，分析計算得出儲能裝置103和無功補償裝置102需要達到的運行參數，并以此向儲能裝置103和無功補償裝置102發出控制指令。
[0023]如圖2所示，本發明還公開了一種分布式能源接入系統電網功率因數的提高方法，該提高方法具體包含以下步驟:
步驟1、無功補償裝置的選型及容量計算。
[0024]步驟1.1、無功補償裝置的選型。
[0025]早期功率因數補償裝置的典型代表是同步調相機，同步調相機不僅能補償固定的無功功率，對變化的功率因數也能進行動態補償。至今在功率因數補償領域中這種裝置還在使用，而且隨著控制技術的進步，其控制性能還有所改善。
[0026]無功補償電容器是補償無功功率的傳統方法之一，與同步調相機相比較在調節效果相近的情況下，無功補償電容器的費用要節省的多。因此，電容器的迅速發展幾乎取代了輸電系統中的同步調速機。但是，和同步調速機相比較，電容器適用于就地分散補償，但在系統中有諧波時，有可能發生并聯諧振，使諧波放大，電容器因此而燒毀的事故時有發生。