分布式电源对配电网电压的影响分析

分布式电源对配电网电压的影响分析

刘洋

徐州三新供电服务有限公司邳州分公司 江苏徐州 221300

摘要：在建设可持续发展的社会背景下，电网也在大力发展智能发电，因此分布式发电技术是电力的新兴重点发展方向。作为新兴发电技术它具有投资小、节约能源、保护环境、供电能力可靠和发电方式灵活等优点，但分布式电源接入电网后，就会与公共电网发生相互作用，难免会对配电网的电压质量产生影响。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对分布式电源对配电网电压的影响分析提出了一些建议，仅供参考。

关键词：分布式电源;配电网电压;影响分析

引言

作为一种利用可再生能源、清洁能源进行绿色发电的技术，分布式电源相比于使用化石能源发电的传统电网有着巨大的优势。分布式电源大多就近安装在配电网中的用户端，不仅减少了线路的功率传输损耗，而且还降低了线路修建成本，提高了能量的利用率。但是，在分布式电源给人类带来诸多益处的同时，也随之附带了很多问题，例如，其不确定性对电网电压造成的波动和影响、运行时注入电网的谐波污染等等。因此，如何减小分布式电源接入电网后对其产生的各方面影响，也就成为了另外一个人类科技进步路上必须克服的难关。

1分布式电源的理论概述

分布式电源又被叫做分布式发电技术，主要指一部分小型容量的发电结构覆盖在使用的用户以及配电网的周边。伴随着电力行业的要求由于环境保护、节能减排、新能源等方面的问题而逐渐提高，分布式电源的相关发电技术随着形势紧逼被逐渐注重。分布式电源在运用上的占比在慢慢扩大，而在该领域的应用扩展也成为炙手可热的话题。分布式电源的发电技术运用的发电形式主要有风力、太阳能、内燃机等相关的新能源发电，经常被使用在固定的场所。由于该技术发电形式的特殊，如若全面实施，则对发电企业带来了全新挑战。在分布式电源的使用过程中，配电网络的作用是将使用的用户与相关电源对接，是改变传统网络对接的一种新型方式。这种改变方式将会在一定程度上影响配电网的使用运行能力和整体结构布置，所以分析该情况下的影响具有重要的研究价值。

2分布式电源的优点

2.1节约电能，降低能源消耗

分布式电源在距离上离使用电的相关区域较近，而且在放电方式上拥有较多的方法，所以可以在传统的发电方式上有效节约电能，降低能源的大量消耗。按照焦尔的相关电能定律可以知道，只有增加电压才能降低电能的消耗量。因此，在进行电能输送进程中，可以通过加大电压或者减小电压完成和控制电能消耗。同时，如果直接进行电压的加大或者减小，由于变压器的作用，会产生浪费电能源的现象。分布式电源进行电能配送，能够将电能的利用实现阶梯级效果，降低电能输送过程中的能源消耗，达到节约电能的作用，符合当代可持续发展的理念。

2.2电能质量有明显提升

分布式电源的主要优势在于拥有传统配电系统没有的低电压稳定系统。这对电能质量提升效果明显，大大提高了用电的稳定性。在规模布置上，分布式电源布置较小，所以它的搭建周期相对较短，在出现不可避免的问题时，能够按时整体调节配电系统，从而保障电能的质量。

3分布式电源对配电网电压的影响分析

3.1DG接入配电网对电压影响的数学模型分析

DG接入配网后，一般都运行在额定的工况附近，它一般不主动参与配网中的电压调节，并且DG的出力几乎不怎么变化，所以本文将DG简化处理成恒功率静态模型。即把系统的电源做等效处理，将其等效为电压源，并对其做短路处理。把接入配网的DG也做等效处理，将其等效为电流源，并对其做开路处理。然后运用叠加原理对馈线中的电压分布进行计算。

3.1.1未接入DG的配电网电压分布

3.1.2接入DG后配电网馈线电压分布

当在节点K接入一个DG后，各支路电流变为：

从对式(2)和(5)的比较中，可以看出，位于节点K前面的各支路电压损耗在接入DG后都减小了 ，而位于节点K后面的各支路电压损耗在接入DG后没有任何改变。但是鉴于DG的接入抬升了节点K处的电压，所以位于节点K之后的节点电压均会被抬高，进而整条馈线上的所有节点的电压都会被抬高，这样一来就改善了电压水平，提高了电压质量。当接入的DG的容量变大了，那么 也将增大，从式(4)和(5)我们可以发现，随着容量的增大，电压和电流的损耗将受到影响，在节点K之前的各支路的损耗将减少，那么就会使各节点的电压被抬升，从而可以看出，容量变大后，电压水平得到改善，电能质量得以提高。

3.1.3结论：当DG接入配网时，电压值会有明显的提高。由于有有功和无功功率的注入，所以电压会有抬升，而且DG位置接入的位置不同，电压抬升的幅度也不相同。接入点越靠近馈线末端，电压被抬升得越高，电压改善效果也越好。而接入容量的不同，电压抬升的幅度不尽相同，接入容量较少时，电压有下降趋势，而接入容量越高，电压抬升的幅度越高，尤其是在DG的并网点附近抬升的幅度最为明显。

3.2分布式电源接入将影响电能的质量

（1）分布式电源进行接入后，不但转变了原先的电能系统结构，而且转变了交换电流的装置使用，造成电网产生较大的谐波。所以，当分布式电源对接到配电网时，要重视对谐波的检测，注意谐波是否达到一定的标准。在分布式电源中，谐波的产生与该电源对接的位置有极大关系，位置不同，电压就会有所不一致。根据规律可发现：越是接近母线，谐波的影响越小；越是接近线路的最后边，影响越大。（2）分布式电源的对接会产生电压闪变的现象以及对电压的下降有所控制。在接入的过程中，如果配电的相关结构出现单方向的短路问题，会降低电压的下降；反之，节点不同则会使电压的增加幅度有所不同。若电源的容量较大，那么电压的增加较为明显。除了电压的升降幅度外，闪变也是分布式电源对接的一个重要现象。这种现象的出现可能在于电动机的开启、制动器、输出功率的波动频率等。

3.3研究分布式电源接入位置的不同对配电网电压的影响

为分析接入位置的不同对配电网电压产生的影响，分别在1号至5号节点投入相同容量的分布式电源，仿真结果在MATLAB中所描绘出的曲线如图1所示。

图1

最下面的曲线表示配电网未接入分布式电源时系统中的电压分布曲线，其他的电压曲线表示同容量、同类型的分布式电源分别接入配电网模型中的5个节点时，系统中的电压分布。从图8可以得出：由于所接入的位置不同，同一分布式电源对同一配电网电压的影响也有很大的不同。

结束语

将分布式电源与配电网进行对接，可以更改传统的电能输送方式，具有较大的发展情景，是未来电网的发展趋势。与原先的电源相比，分布式电源具有环保节能等诸多优势。若将现代化智能信息技术融入到分布式电源，对一些不好的因素加以控制，使影响降到最小，那么将分布式电源对接到配电网中的研究将是一个具有无限可能的领域，是未来持续关注的重要方向，是符合现代化发展的一项重要技术。

参考文献：

[1]王红燕,张丽珍.分布式电源接入对配电网继电保护的影响分析[J].电气技术与经济,2018(05):41-44.

[2]何书宇.分布式电源接入对配电网故障定位及电压质量影响[J].低碳世界,2018(10):94-95.

[3]凌晓峰.分布式电源接入对配电网电压影响及其优化配置研究[D].长沙理工大学,2018.

[4]何智添.分布式电源接入对配电网电压偏差影响的研究[J].中国新技术新产品,2018(17):42-44.

[5]陈懿,刘涤尘,吴军,陈炜,徐雨田.分布式光伏电源对配电网电压波动的影响研究[J].电测与仪表,2018,55(14):27-32.