可再生能源发电村落系统交流配电研究

周树谦

（河南省奕旭电力工程有限公司，河南 安阳 456400）

可再生能源发电村落系统交流配电研究

周树谦

（河南省奕旭电力工程有限公司，河南 安阳 456400）

我国市场经济的快速发展，导致能源供求矛盾日益突出。可再生能源发电独立系统是解决能源供求矛盾问题的可行途径之一，对其进行研究和探索有着重要的现实意义和理论价值。文章重点分析了当前我国市场经济进入新常态阶段之后，村落电网交流配电的相关问题。从可再生能源电站和村落电网的构成出发，研究了村落电网的基本要求，并对其配电问题加以讨论。希望通过此研究，能够为我国可再生能源的利用和开发提供一些理论上的支持。

配电；村落电网；可再生能源；发电系统

当前我国市场经济快速发展、人民群众生活水平不断提升的大环境下，可再生能源凭借自身多方面的优势而得到了广泛地应用，尤其是在解决基础能源供应矛盾方面的作用，更是得到了广泛的关注和重视。由于当前偏远地区的大电网供电，还存在一定的技术上的问题，因此区域性的小电网供电就成为我们的必然选择。特别是一些在风电资源、太阳能资源有突出优势的地区，村落电网供电已经成为解决当地经济发展和电力供应矛盾的有效途径。实际上，当前我国可再生能源发电技术的不断发展和完善，已经为大量偏远地区的社会发展提供了源源不断的电能支持，但是由于交流配电问题尚未得到彻底的解决，因此整体利用水平并不高。村落电网具有结构简单、电压低的特点，如果能够从以上特点出发对其开展研究，不仅能够推动我国可再生能源发电村落交流配电事业的发展，同时也能够为孤岛供电问题的积极解决奠定必要的理论基础[1]。

1 可再生能源村落电网构成

村落电网在结构上和大电网基本相同，主要是通过可再生能源发电系统和用户之间构建简易供电网络来为其供电。在实际的应用过程汇总，需要根据书店距离适当地增加几组升压变压器，然后在入户处降压使用。

村落电网包括入户电网和母线输电电网量大部分，前者一般采用地上杆塔架空铺设，而后者通常情况下以埋钢铠同芯电缆为主，两者相结合构成了完整的村落电网结构。

2 村落电网基本要求

2.1 站内线路

首先，总电压损失应控制在3%～5%之间；其次，村落电网输电应配备匹配的短路保护装置[2]。

2.2 输配电线路

输配电线路首先应保证三相电380V线电压进行输送，以此为基础保证供电的稳定性。输送功率过大、输送线路过长的情况系，一般应以6kV电压完成输电工作。三相380V电压应控制在±7%以内。三相负荷应保持平稳，供电过程中应避免非三相供电。在输配电线路运行过程中，应保证电压的稳定性，通过技术手段规避电压在短时间内的大幅度波动。

3 交流配电

3.1 配电柜基本结构

乡村小微型电网的配电柜，一般采用小型配电柜，其中包括配电保护单元和开关单元两大部分，并配合液晶显示器、保护面板压板等设备，为故障检修提供基本的数据支持。下面我们将予以分别介绍：

（1）配电开关单元。通常采用空气开关，并配合交流接触器构成完整的配电开关单元。

（2）保护元件单元。熔断器、欠压保护器是其核心元件，为故障状态下的电网安全提供支持。

（3）液晶显示器、保护面板压板。主要提供电压、电流信息，显示三相电流的功率、发电机供电量等关键数据。

在实际的检修过程中，只有真正意义上地掌握配电柜的基本结构，才能够保证检修工作的平稳有序进行。同时，熟悉配电柜结构，也同样是保证运维检修人员人身安全的重要基础，值得我们给予应有的关注和重视。

3.2 配电柜主要功能及容量选择

（1）保证线路安全。①直流系统中无法直接使用空气断路器，这是由于直流电的频率特征将会导致触头出现严重的烧伤问题，断开过程中空气断路器无法发挥应有的作用，而空气开关在交流电路中的应用较为常见。但是如果触头分段功能方面存在一定的问题，则同样导致空气开关难以发挥继电保护作用，对线路的整体安全有着直接的负面影响。而文章所研究的可再生能源发电村落系统，作为典型的直流系统，在使用空气开关的过程中必须配合熔断器使用[3]。②线路短路和过载的防护。过载问题在农村经济发展过程中，已经成为供电事业中的常见问题，尤其是在农忙时期更是非常普遍。线路短路问题和过载问题，可通过过流保护装置，如空气开关、熔断装置等加以解决，出现过载故障的时候可以自动断电。

（2）调度和分配电能。①调度问题。可再生能源发电村落系统在实际的应用过程中，可通过多组开关配合配电柜实现调度。具体操作中，应根据实际用电情况适当的进行并网、脱网操作。②分配电能。电网负荷水平，必须在保证正常用电的基础上进行适当地分配，一般我们可以在配电柜中，通过多组开关实现不同级别的供电操作。如天气环境较差、影响光伏发电系统发电能力的时候，可适当地增加接入的蓄电池组等，从而满足实际用电需求。

3.3 可再生能源交流配电装置的其它要求

（1）维修维护。在实际的应用过程中，可再生能源发电村落系统电网由于多种因素的影响，其维修和维护工作明显多余常规电网，因此配电装置应尽量地简化维修、维护难度。

（2）散热要求。正如上文中所介绍的，可再生能源发电村落系统通常应用于供电困难、输电环境恶劣的地区，尤其是高海拔地区更是由于空气密度较小，普遍存在散热困难的问题。因此在施工中，就应对散热问题给予充分地考虑，低压电器的选择必须保留一定的冗余，从而保证其正常工作。

（3）接地。接地保护，也同样是保证小微型电网能够顺利发挥作用的基础和前提，因此交流配电柜必须根据使用环境配备接地保护。这不仅保证了电网的正常运行，同时也为相关操作人员、检修人员的人身安全保障提供了强有力的支持。

4 结束语

文章重点对当前市场经济进入新常态之后，如何通过可再生能源发电系统解决电力孤岛问题进行了论述，并重点分析了供电质量要求、供电安全要求和设备功能等方面的问题。希望本研究能够抛钻引玉，为其它电力系统的研究提供一些新思路。

[1]赵为.太阳能光伏并网发电系统的研究[D].合肥工业大学,2003.

[2]崔容强,喜文华,魏一康,等.太阳能光伏发电[J].太阳能,2004,(4):72-76.

[3]秦伟,李国强.光伏太阳能——21世纪的能源之星[J].新经济导刊,2003,(13):44-46.

TM7

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1671-3818（2016）04-0071-02