[研究分析,分布式,電壓]探討分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響研究分析

1、探討分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響研究分析【摘要】近年來(lái)，分布式電源并網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展和突破，但仍存在一系列 的問(wèn)題。本文主要介紹分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響，如電壓波動(dòng)、電壓偏差和電壓 分布等?！娟P(guān)鍵詞】分布式電源：并網(wǎng)：電壓；影響目前，我國(guó)的電網(wǎng)的網(wǎng)格單元，集中供電，分布式發(fā)電在我國(guó)仍處于起步階段，但分布 式發(fā)電的特點(diǎn)適應(yīng)我國(guó)電力發(fā)展的需求與方向，在我國(guó)有著廣闊的發(fā)展前景。分布式發(fā)電 （Distributed Generation, DG）是指直接連接到配電網(wǎng)絡(luò)和配電在用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)附近的小容量 的供電系統(tǒng)。DG主要是用來(lái)滿(mǎn)足特定的需求，以及經(jīng)濟(jì)，高效、可靠的電源，它的能源包括

2、太陽(yáng)能，風(fēng)能，生物質(zhì)能形式，內(nèi)燃機(jī)，微型燃?xì)鉁u輪機(jī)和燃料電池。DG的合理分布，可以給系統(tǒng)帶來(lái)許多積極的影響，包括有效地降低線路損耗，提高系統(tǒng) 的安全性和可靠性，有效降低了峰值功率，降低了環(huán)境保護(hù)的壓力，降低輸配電成本、操作 簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。然而隨著DG在配電網(wǎng)的容量和滲透率不斷提高，DG的網(wǎng)絡(luò)也會(huì)給電力系統(tǒng)帶 來(lái)一些負(fù)而影響，包括電能質(zhì)量，電壓分布，負(fù)荷預(yù)測(cè)和規(guī)劃系統(tǒng)，主要介紹了分布式電源 并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響，如電壓波動(dòng)，電壓偏差和電壓分布。1分布式電源并網(wǎng)分布式電網(wǎng)，會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行和性能有一定的影響，這些影響主要集中在配電網(wǎng)規(guī)劃 中，電能質(zhì)量，可靠性，電力網(wǎng)損耗和系統(tǒng)保護(hù)等。分布式電源并網(wǎng)

3、的接口方式一般有三種， 電力電子設(shè)備，同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電，燃料電池是一種直流變頻，需 要逆變后才能并網(wǎng)，微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)出的是高頻交流電需要變頻后才能并網(wǎng)，一些先進(jìn)的風(fēng) 力發(fā)電設(shè)密常采用一直一交的方式并網(wǎng)，這些都是通過(guò)電力電子設(shè)備連接：風(fēng)機(jī)通過(guò)異步發(fā) 電機(jī)，功率吸收無(wú)功功率提供需要建立勵(lì)磁電流，并通過(guò)分布式電網(wǎng)是一個(gè)同步發(fā)電機(jī)無(wú)功 功率。為確保配電網(wǎng)的安全運(yùn)行以及用戶(hù)的供電質(zhì)量，分布式電源并網(wǎng)須滿(mǎn)足以下基本要求。1）保證配電網(wǎng)電壓合格，引起的電壓偏移不超過(guò)允許的范圍。2）配電設(shè)備正常運(yùn)行電流不超過(guò)額定值，熱動(dòng)穩(wěn)定電流不超過(guò)允許值。3）短路容量不超過(guò)斷路器、電纜等配電設(shè)備的允許

4、值。4）電能質(zhì)量合格，引起的電壓驟升、驟降、閃變和諧波最小，且不超過(guò)規(guī)定值。2 DG并網(wǎng)對(duì)電壓的影響2.1 電壓波動(dòng)與閃變電壓波動(dòng)是電壓均方根值發(fā)生一系列相對(duì)快速變動(dòng)或連續(xù)改變的現(xiàn)象，理論上只要出現(xiàn) 電壓波動(dòng)就必然會(huì)有閃變，但是只有當(dāng)波動(dòng)值達(dá)到一定數(shù)值時(shí)才能引起閃變。傳統(tǒng)的集中供 電配電網(wǎng)，一般呈輻射狀結(jié)構(gòu)，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)下，沿著配電線路上功率流動(dòng)的方向，電壓 是逐漸降低的。接入分布式電源后，由于配電饋線上的傳輸功率減小，以及分布式電源輸出 的無(wú)功功率支持，使配電饋線上的各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的電壓被抬高，導(dǎo)致一些負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓發(fā)生 變化，其電壓抬高的多少與接入分布式電源的位置及總?cè)萘看笮∮嘘P(guān)。分布式電源

5、并網(wǎng)對(duì)電壓波動(dòng)的影響要視具體情況而定，當(dāng)分布式電源與負(fù)荷協(xié)調(diào)運(yùn)行（負(fù) 荷與發(fā)電量同步變化）時(shí)，分布式電源將抑制電壓波動(dòng)；當(dāng)分布式電源與負(fù)荷不協(xié)調(diào)運(yùn)行時(shí) 將使系統(tǒng)的電壓波動(dòng)更嚴(yán)重。如果分布式電源接入位置、容量和控制不合理，則會(huì)使配電線 路上的負(fù)荷潮流變化較大，加大配電網(wǎng)電壓的調(diào)整難度并使其發(fā)生波動(dòng)。目前系統(tǒng)討論分布式電源并網(wǎng)對(duì)電壓波動(dòng)和閃變影響的文章還不多，而大多數(shù)還都是分 析風(fēng)力發(fā)電對(duì)閃變的影響，對(duì)其他類(lèi)型的分布式電源所帶來(lái)的電壓波動(dòng)和閃變還缺乏研究， 今后應(yīng)在這些領(lǐng)域加大投入和關(guān)注。2.2 電壓偏差以配電網(wǎng)380 V線路為例，對(duì)單個(gè)光伏發(fā)電和多個(gè)光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)電壓變化機(jī)理 進(jìn)行分析，以指

6、導(dǎo)滿(mǎn)足電壓偏差時(shí)光伏發(fā)電接入容量的合理范闈，且得出影響電壓變化的各 種因素，如光伏出力大小、接入位置、電網(wǎng)線路參數(shù)和負(fù)荷大小等，并提出光伏發(fā)電容量超 出最大值時(shí)，保證電壓偏差要求需要采取的措施和方案，包括電抗器補(bǔ)償、線路中央控制和 逆變器無(wú)功控制結(jié)合、安裝儲(chǔ)能裝置等。分布式電源接入配電網(wǎng)對(duì)電壓有一定的提升作用，DG出力較大時(shí)，若線路輕載，DG將 明顯抬高接入點(diǎn)的電壓。如果接入點(diǎn)是在饋電線路的末端，接入點(diǎn)的電壓很可能會(huì)越過(guò)上限， 而一旦發(fā)生故障需將DG切除，將會(huì)使得部分節(jié)點(diǎn)電壓低于規(guī)定的下限值。減小電壓偏差的最 直接方式就是調(diào)整電源電壓，如果負(fù)荷電壓偏低，則通過(guò)提升電源電壓可以令負(fù)荷電壓達(dá)到 要

7、求：反之則需要降低電源電壓。也可以通過(guò)增設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置調(diào)行電網(wǎng)無(wú)功的大小和方向， 常用的無(wú)功補(bǔ)償裝置有同步發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、電容器、電抗器和靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置等。 還可以利用分布式電源抑制電壓偏差，分布式電源和電力用戶(hù)距離很近，容易實(shí)現(xiàn)有功功率 的就近提供和無(wú)功功率的就近補(bǔ)償，而且輸電損耗小。2.3電壓分布研究了分布式電源接入放射狀鏈?zhǔn)脚潆娋W(wǎng)絡(luò)前后負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓的變化，運(yùn)用潮流程序進(jìn) 行多分布式電源接入后電壓分布的計(jì)算。通過(guò)改變分布式電源的容量以及接入位置來(lái)分析其 對(duì)配電網(wǎng)電壓分布的影響的研究，得出了以下結(jié)論。（1）一定容量的分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)絡(luò)，會(huì)對(duì)饋線上的電壓分布產(chǎn)生重大影響。在 接入位置

8、不變的情況下，總出力越多，電壓支撐就越大，整體電壓水平就越高；而在總出力 不變的情況下，分布式發(fā)電越接近系統(tǒng)母線，對(duì)線路電壓分布的影響就越小：分布式發(fā)電集 中在同一 fj點(diǎn)，對(duì)電壓的支撐效果要弱于分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上：分布式發(fā)電選擇在線路中間偏 末端的位置或位置組合最宜。（2）當(dāng)分布式發(fā)電相對(duì)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較大時(shí)，系統(tǒng)電壓往往需要適當(dāng)降低，以適應(yīng)分布式發(fā)電注入有功、無(wú)功功率抬高部分打點(diǎn)的電壓。（3）正常情況下，分布式發(fā)電應(yīng)多發(fā)有功、少發(fā)無(wú)功，保持高功率因數(shù)運(yùn)行。（4）在分布式發(fā)電接入地點(diǎn)，應(yīng)安裝適當(dāng)?shù)臒o(wú)功電壓支撐設(shè)備，如電容器等，在分布式 發(fā)電退出運(yùn)行時(shí)投運(yùn)。（5）同樣滲透率的分布式發(fā)電，散布在饋線上比

9、集中在同一個(gè)位置對(duì)電壓的支撐作用要 大。只有合理正確運(yùn)用分布式電源，才能真正發(fā)揮電壓支撐作用。給出一種含分布式電源的 三角形負(fù)荷分布模型，通過(guò)具體算例表明，含分布式電源的三角形負(fù)荷分布模型可以有效運(yùn) 用于配電網(wǎng)的電壓分布計(jì)算中，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)化建模和分析的方法中三角形負(fù)荷分布模型 要優(yōu)于負(fù)荷均勻分布模型。從光伏電源出力變化、光伏并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)類(lèi)型變化以及位置變化三方面分析光伏并網(wǎng)對(duì)配電 網(wǎng)電壓分布的影響因素以及電壓分布規(guī)律，得出如下結(jié)論。（1）光伏發(fā)電出力、并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的類(lèi)型和接入位置是影響配電系統(tǒng)打點(diǎn)電壓分布三個(gè)重要 因素。（2）晴朗天氣情況下，光伏發(fā)電總出力越大，接入位置越接近饋線末端，對(duì)系統(tǒng)整體 電壓支撐效果越明顯，天氣突變情況下，光伏發(fā)電總出力越大，接入位置越接近主干線末端， 對(duì)系統(tǒng)整體電壓沖擊越明顯。（3）光伏并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)為PV類(lèi)型光伏發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓支撐作用大于PQ類(lèi)型光伏發(fā)電, 即PV型光伏發(fā)電系統(tǒng)更具有電壓補(bǔ)償功能。3結(jié)束語(yǔ)隨著分布式電源的發(fā)展及其特點(diǎn)，分布式電源并網(wǎng)已經(jīng)受到越來(lái)越多的重視，分布式電 源的接入會(huì)對(duì)配電系統(tǒng)的運(yùn)行與供電質(zhì)量產(chǎn)生影響，所以分布式電源必須滿(mǎn)足一定的條件才 能并入配電網(wǎng)。通過(guò)介紹分布式