含有分布式電源的配電網(wǎng)潮流計算現(xiàn)狀.doc

1、含有分布式電源的配電網(wǎng)潮流計算現(xiàn)狀 摘 要：文章主要介紹了分布式發(fā)電的幾種類型，即：微型燃氣輪機、燃料電池、太陽能光伏電池和風能發(fā)電。計及dg影響的潮流計算改進方法，主要集中在對分布式電源的建模及其在潮流算法中的處理方法上，給出了配電網(wǎng)潮流計算的應(yīng)用領(lǐng)域。 關(guān)鍵詞：分布式電源；配電網(wǎng)；潮流計算 1 分布式發(fā)電的類型 目前，分布式發(fā)電有很多種類型，各自具有不同的發(fā)電原理與發(fā)電方式。由于電網(wǎng)使用的是具有額定頻率的交流電，因此分布式電源與電網(wǎng)連接將最終要轉(zhuǎn)換成額定頻率的交流電。不同類型的分布式電源與電網(wǎng)的連接方式各不相同，大致上可分為：通過同步發(fā)電機和感應(yīng)發(fā)電機等交流發(fā)電機與系統(tǒng)連接的方式，如往復(fù)式

2、發(fā)動機與燃氣輪機等；以及把分布式電源發(fā)出的直流電通過換流器轉(zhuǎn)換成交流電與電網(wǎng)連接的方式，如太陽能光發(fā)電和燃料電池。對于風力發(fā)電機，由于風速的改變，風機的轉(zhuǎn)速變化，交流發(fā)電機的頻率發(fā)生變化，可以通過將交流電先轉(zhuǎn)換成直流電再轉(zhuǎn)換成額定頻率交流電的連接方式。對于微型燃氣輪機同樣可以通過“交直交”的方式把高頻交流電轉(zhuǎn)換成額定頻率交流電與電網(wǎng)連接。 2 分布式電源的分類 分布式發(fā)電是指直接布置在配電網(wǎng)或分布在用戶附近，發(fā)電功率在數(shù)千瓦至50wm、與環(huán)境兼容的獨立電源。分布式發(fā)電主要包括微型燃氣輪機（micro-turbines）、燃料電池（fuel cell）、太陽能光伏電池（photovoltaic

3、cell）和風力發(fā)電機（wind turbine）等。 2.1 微型燃氣輪機 微型燃氣輪機具有多臺集成擴容、體積小、質(zhì)量輕、發(fā)電效率高、污染小、運行維護簡單等技術(shù)特征，除了分布式發(fā)電外，還可用于備用電站、熱電聯(lián)產(chǎn)、尖峰負荷發(fā)電等，它是目前最成熟、最具有商業(yè)競爭力的分布式電源之一。 2.2 燃料電池 與常規(guī)發(fā)電方式相比燃料電池具有以下優(yōu)點：1、能量轉(zhuǎn)化效率高，燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率可達80%-95%；2、發(fā)電效率高，可達50%-60%；3、適應(yīng)負荷變化能力極強，當負荷變化在25%-100%范圍內(nèi)時，電池效率都不受影響。4、清潔無污染，沒有噪音污染；5、燃料電池能用于的燃料非常廣泛，如煤、石油、天

4、然氣等；6、模塊化組裝方式，安裝、維護的方便；7、占地少、建設(shè)快。 2.3 太陽能光伏電池 目前應(yīng)用的太陽能光伏電池是一種半導(dǎo)體器件（如單晶硅、多晶硅），受到太陽光照時能產(chǎn)生光伏效應(yīng)，將太陽光能轉(zhuǎn)變成直流電能。在使用時將太陽能光伏電池封裝成組件，然后根據(jù)需要將組件串并聯(lián)組成方陣。光伏電池的輸出功率受日照強度、電池結(jié)溫等因素的影響，不能調(diào)度。 2.4 風能發(fā)電 風力發(fā)電是將風能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電技術(shù)。風力發(fā)電通過風力發(fā)電機將風能轉(zhuǎn)化為電能，它不需要消耗燃料，是一種清潔型能源。風機的輸出功率由風場的風速決定。 3 含有分布式電源的配電網(wǎng)潮流計算 分布式電源（dg）與傳統(tǒng)大電網(wǎng)并聯(lián)運行后，大量電力

5、電子設(shè)備和電容、電感的引入，將改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲，從而影響潮流的分布，給電網(wǎng)的穩(wěn)定性帶來了不確定性。 國內(nèi)外學者研究了一些計及dg影響的潮流計算改進方法。包含dg的配電網(wǎng)潮流計算與普通潮流計算的區(qū)別之一是dg的潮流計算模型與傳統(tǒng)發(fā)電機組計算模型不一致。傳統(tǒng)的發(fā)電機節(jié)點在潮流計算中一般取為pq節(jié)點、pv節(jié)點或平衡節(jié)點。而dg有特殊性，其節(jié)點能否取為這3種節(jié)點類型需要全面考慮。潮流計算中究竟如何選取dg的節(jié)點類型目前還沒有得到充分研究。 目前主要的改進方法之一是對不同類型的dg分別建模，使dg能夠以比較通用的形式加入到配網(wǎng)潮流計算中去。國外有學者針對輻射狀配電系統(tǒng)，應(yīng)用前推回代法求解潮流，

6、將系統(tǒng)中分布式發(fā)電模擬成pv節(jié)點，應(yīng)用pv節(jié)點敏感性矩陣來消除電壓幅值的偏差。在我國，有相關(guān)學者對dg與電網(wǎng)互聯(lián)的3種常見接口形式進行了介紹，對異步發(fā)電機、無勵磁調(diào)節(jié)能力的同步發(fā)電機和燃料電池等幾種典型dg的運行方式和控制特性進行研究，建立了各自在潮流計算中所需的數(shù)學模型，并在此基礎(chǔ)上提出了基于靈敏度補償?shù)呐潆娋W(wǎng)潮流計算方法。 近年來，對分布式發(fā)電潮流計算的研究進一步深化和擴展，提出了更適用于實際的分布式發(fā)電系統(tǒng)潮流計算的方法，同時還出現(xiàn)了一些創(chuàng)新性很強的方法值得進一步的拓展。為了解決實時性潮流計算問題，dariush等人提出了一種初等配電系統(tǒng)三相潮流計算的實時解析法。該方法是基于補償法的弱環(huán)網(wǎng)潮流計算法的直接擴展，加重了對分布式發(fā)電的控制。其中補償法的理念能夠較成功地減少pv節(jié)點的電壓幅值誤差，從而使這種方法能夠較好地適應(yīng)部分含有分布式發(fā)電的初等配電系統(tǒng)。另外，王成山、鄭海峰等人提出了適用于風力發(fā)電、太陽能發(fā)電等隨機發(fā)電模型的隨機潮流計算方法，它運用了概率統(tǒng)計方法處理系統(tǒng)運行中的隨機變化因素，給出系統(tǒng)運行電壓、支路潮流等概率分布情況，可以更深刻地揭示系統(tǒng)運行狀況，為系統(tǒng)安全運行決策提供更完整的信息。 隨機潮流考慮的隨機因素包括負荷的不確定性、發(fā)電機的強迫停運和隨機出