分布式发电对配电网电压分布的影响田成亮

分布式发电对配电网电压分布的影响田成亮

田成亮王一钦刘键更刘靖暄

（国网辽宁省电力有限公司阜新供电公司）

摘要：在国外一些发达国家中,率先提出了将分布式发电与大电网相互联合的方式,这一并网运行是一种全新的供电模式,对于电力系统的安全、可靠运行具有重要的作用。但是不足之处在于,电网在运行的过程中,会受到分布式电源接入的影响,对于配电网的质量也将会产生负面作用。

关键词：分布式；配电网；电压分布

一、引言

分布式发电是目前应用较为广泛的一种形式,其是指体型较小,在用户附近以及负荷现场所设置的发电以及供能装置。目前,分布式发电同配电网结合被很多人们认为是一种降低能耗、提升电力系统灵活性且能够对投资成本进行降低的一种重要方式,也是未来我国电网发展的重要趋势,对此,本文从接入以及配合角度对相关问题的技术措施进行一定的研究。

二、分布式发电安全接入重点

（一）保障电压质量

在接入点电压方面,保证其不会对配电网负荷节点的电压越线产生影响。对此,就需要分布式电源能够根据其功率输出特性对配电网的调压实现参与或者支持。如在夜间配电网整体负荷较大的时间段,一般情况下光伏电源无处理,但依然能够对无功处理进行提供,以此对线路的电压质量进行改善。同时,配电网也需要对无功补偿装置以及调压设备进行增加。

（二）电网安全可靠

通过将分布式电源同配电网进行接入,则能够对配电网潮流从高压向低压流动的特点进行了改变,在使其中部分线路母线短路电流提升的同时使部分母线短路电流出现降低的情况。在此种情况下,继电保护整定值也将因此发生一定的变化,需要改装为方向保护。同时,由于在分布式电源中具有数量较多的电子功率元件,当发生故障问题时,很可能由于短路电流值较小而不能够启动常规保护,也不能够对故障支路进行切除。在此种情况下,如何能够对不同类型潮流运行模式下配电网以及电源内部的继电保护进行实现,使其获得更高的灵敏性以及可靠性,则成为了非常重要的一项内容。

（三）防止谐波污染

在谐波的来源方面,主要有两种可能:第一,对于分布式电源的本身,就是一个谐波源;第二,在分布式电源中所使用的部分设备可能为谐波源。如通过逆变器实现并网运行的电站,则可能由于逆变器开关较为频繁在系统中产生谐波分量,进而造成谐波污染的产生。对于该种情况而言,其对于配电用户以及网络都将产生较大的影响,并可能因此导致电压闪变、发电机发热、系统误动作以及电压平均值改变等,对此,则需要并网电站通过科学手段的应用对谐波进行限制。

二、对影响因素加以分析

（一）配电网电压分布特征

在仿真分析的基础上,可以了解到配电网节点中电压的分布是朝着潮流方向进行的,并且节点电压会出现降低的趋势,当与电压源距离较近时,电压也就越高。在若干个节点中,处在支线路的节点承担着较重的负荷,并且线路也相对较长,因此电压是最低的。而与电压源相对较近的位置上,电压下降得并不明显。

（二）支路末端接入方式的仿真试验结果分析

紧接着,要想对分布式电源对配电网电压产生的影响加以进一步的分析,就需要进行仿真实验。在仿真实验中,分别在不同的支线线路中选择了几个节点进行接入,并且都是连接在末端的位置上。将这些节点接入到配电网中,电压呈现出明显的升高趋势,因此从仿真结果中可以得出节点对电压具有支撑作用的结论。并且在各个节点中,电压呈现出均匀分布的状态,具有明显的改善趋势。进而对仿真实验结果进行分析,又发现了节点末端的电压呈现出明显的变化趋势,因此可以得知分布式电源将功率注入了节点中,在这一仿真实验中,只能表明分布式电源在接入后,配电网电压呈现出提升的趋势,要想进行更加深入的研究,方案1是不够的,还需要增加实验的次数。

（三）不同接入点的仿真试验对比

为了进一步验证上述结论以及上述接入方式是否为最优化方案,研究中进一步设计了4组对照接入方式进行对照试验,其中方案2的接入点主要选择的是接入支路上负荷较重的21、24、23、9和32节点;方案3接入方式的特征是的沿配电网的主要支路接入,这一方案选择的接入点分别是:30、12、26、17、32各节点;方案4的设计思路是验证配电网重要节点接入分布式电源后的影响,因此选择的是5、6、2、17、32等5个重要的分支节点;方案5的设计思路是分布式电源集中接入的效果,因此则选择24、23、31、32、22五个相对集中的接入点接入。通过以上四种方案的仿真,结果显示无论何种接入方式都会对配电网的节点电压起到一定的支撑作用。但是这种支撑的效果会随着接入方式的改变存在较大的差异。并且仿真结果进一步显示方案2的接入方式是五种方案中最理想的。由此可见科学选择接入点可以更好地对配电网电压进行控制。

（四）分布式电源容量大小对配电网电压分布的影响

我们知道,电源容量的大小对配电网电压的分布也会产生极大影响,例如,接入分布式电源容量过大将会使电网中出现电压局部过大的现象,因此分布式电源对配电网电压分布影响的研究,不能忽视分布式电源的容量这一重要的影响因素。同时,这也是实际应用过程中必须要慎重考虑的一个重要问题。研究中为了仿真试验的简便性,采用了改变上述方案中的分布式电源容量的方式进行了进一步的系统仿真试验。具体的改变策略是将方案1中各节点容量缩减到原来的三分之二,得到方案6;将方案2和方案3中各节点容量缩减到原来的二分之一和三分之一,得到方案7、8。对系统进行仿真试验结束后,对接入位置进行不同容量对配电网电压影响的比较。结果显示,在不改变接入点的情况下,分布式电源对电网电压的支撑作用与其总容量呈正相关。随后的研究中又进行了大量的仿真试验、结果表明,分布式电源的总出力越多,其与系统容量的比值越高,相应的对系统电压就有更大的支撑作用,系统整体的电压水平也就越高。

三、对比结果

通过对相关数据的对比可以清楚的发展,配电网的电压分布受到分布式发电的影响,并且节点电压会顺着潮流分布的方向呈现出降低的趋势。在远离电压源的位置上,节点的电压会更低。所以笔者总结出了以下几点结论。首先,接入点与系统之间的距离对于系统的电压分布并不会产生较严重的影响;其次,总容量接近,那么分散接入更满足电压支撑的相关作用;第三,将分布式电源的接入点选择在中间位置上,可以达到更加满意的效果;第四,采用单一的分布方式并不能满足辐射网络中支线的需要,所以在长线路中更加合理。最后,电压的支撑作用与总容量之间成正比关系,如果总容量过大,会引起部分节点出现电压超限状况的发生,因此需要对分布式电源的容量加以合理的确定。

参考文献

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