分布式新能源发电对配电网电压影响研究

分布式新能源发电对配电网电压影响研究

胡瑞东

龙源西藏新能源有限公司 西藏自治区拉萨市 850000

摘要：随着现代化发展不断加快，我国国民经济整体结构发生了极大的变化。传统的大电网形式已然无法满足当前人们对于电网供电的基本需求，新的发电方式应运而生。其中最为重要的一种便是分布式发电，分布式发电因其具有节能、减排等优势成为一种新的、重要的发电方式。具体分析可知，分布式发电可以有效地利用可再生能源，当前世界范围内都在积极地寻求开发新能源的方式，因而分布式发电得到了广泛的推广应用。但同样也需要注意的是，在利用分布式发电过程中，如果并未合理地进行规划，而是随意地使用分布式发电技术，势必会对配电网电压产生一定的影响。

关键词：分布式新能源发电；配电网电压；影响

前言

新能源主要指太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能及核能等绿色清洁能源。目前我国开发的新能源中风能和太阳能增速较快。分布式接入即是将各个分布式电源接入配电网。风能、太阳能发电大规模接入并网将以分布形式为主，从而减小电能传输过程中产生的损耗，有助于电网就近补偿功率变化，降低因负荷增大导致的电网膨胀效应。未来分布式新能源大规模接入并网将有利于我国完成碳中和目标，实现我国能源结构快速转型。

1分布式发电对于配电网电压影响因素研究

分布式新能源发电在接入电网之后，会对配电网电压产生一定的影响，具体的研究分析后总结出相关的影响因素，主要包括电容、位置、功率等方面的因素，以下便对此进行探讨分析。

1.1电容及位置对于配电网电压的影响

实际上该模式并非为配电网的主要内容，但其对于配电网发电整体却有着极为重要的作用，主要表现为支持作用。在此过程中，需要注意的是，分布式发电实际应用中，其电源的数量的设置有着较为严格的要求，若电源设置过多，对于系统继电保护也会产生一定的负面影响，主要表现为运行及维护成本的增加。不仅如此，分布式发电也是在一定条件下才能成立，既要依据配电网的最小损失来具体分布电源数量，同时也需要充分考虑到安全方面的因素，尽可能地将电压维持在合理范围之内。该方面的研究便可以借助于相关的算法进行探究，更为精确地得出分布式发电电源分布位置及其具体的容量。在分布式发电系统构建过程中，其相关的位置及容量是极为重要的内容。一般地，分布式发电构建过程中，所要考虑的是如何能够更符合用户的基本要求，这就需要依照用户终端容量及有关地理位置进行考虑，结合实际情况选择更为合适的发电方式。而在电源容量选取方面，主要是使之更加符合正常运行状态下负荷量的要求，同时能够较好地处理突发情况。这就需要结合神经网络、小波分析等技术进行探究，以此更为准确地预测负荷基本模型。总体来看，分布式发电电源位置的设置所要考虑的因素较多，诸如周边环境、地理位置、实际布局等都是较为重要的内容，由此也是为了进一步改善配电系统，确保配电网电压在稳定性及灵活性方面均符合分布式发电的要求。

1.2功率因素对于配电网电压的影响

分布式发电系统往往均具有电源容量的问题，因此其仅仅只能实现对配电网的紧急供电而无法长期使用。并且由于其电源功率较小，因此在紧急使用的过程中也有可能会出现电压、电流供应不足等问题。对此，必须借助相应的措施进行解决，其中无功补偿便是较为重要的措施，其可以有效地减少对于配电网电压的影响。具体的分析可知，无功补偿的基本措施包括以下几方面，即并联电容器组、加强网架结构等，这些措施都能够帮助实现配电网电压正常。此外，在实际的工作过程中，有关配电网动态负荷量的研究也较为重要，基于该方面的无用功功率如果发生了改变，必须做一定的无功补偿，即在接入位置防止有关的支撑设备，由此确保配电网能够正常的运行使用。

2新能源接入并网应对策略

2.1建立匹配风险规划模型

分布式新能源大规模接入并网后，需要重新构建数学模型进行规划，针对不同地区用电特点要制定不同的规划方案，降低电网风险出现概率。为了提高规划效率，可以引入大数据分析手段，并结合遗传算法、粒子群算法、人工蜂群算法、随机森林算法等群启发式优化策略进行寻优，从而快速获得适应分布式新能源接入特点的规划方案。

2.2提高接入新能源电能质量

为提高分布式新能源接入并网后的电能质量，一般可采用快速响应的动态无功补偿装置，如滤波器、静止无功补偿器等。采用局域成组分布式接入方案可一定程度上抑制电网电压波动，而通过安装变速恒频电源则能有效抑制电压闪变现象，此外滤波器和变频装置可以有效降低谐波干扰。对于分布式新能源接入后所引发的频率波动问题，可以考虑通过提高电网系统自身阻尼系数，优化电网控制系统加以解决，同时需要设定有效的高频保护阈值，防止出现频率崩溃现象。

2.3控制接入电网运行稳定性

分布式新能源大规模接入并网后，需要保障电网的运行稳定性及可靠性，建立适应新能源特点的稳定控制系统，实现切机、切负荷、直流功率紧急提升及回降、快速增减出力等功能。为了实现这一目标，可设置主从式单层结构或复合式配电网结构。从电网调度角度考虑，结合分布式新能源接入并网后的特点调整调度方案，减少新能源接入后造成的电网稳定性下降。

2.4发展柔性直流输电技术

分布式新能源接入电网后，需要电网进一步提高消纳能力。传统上的高压直流或交流输电技术不仅无法克服固有的由输电距离产生的电能质量和电能损耗等问题，还无法适应新能源发电的不确定性。柔性直流输电技术受距离限制较小，具有可以独立控制有功功率和无功功率、响应更加迅速可以更快进行反应，以及不需要进行无功补偿等优点。新能源通过柔性直流输电接入现有的交流配电网时，需要将新能源电源机组的发电频率和电网的频率进行耦合。这样会使电网频率出现无阻尼的变化特点，而新能源发电自身具有波动性，所以发电频率不稳定，如果直接接入电网将导致电网直流交流系统都无法稳定运行。为了解决这一问题，需要利用动态性能好的控制系统对柔性直流输电网进行控制，提高新能源并网的可靠性。从规划的角度看，新能源利用柔性直流输电接入电网后，需要进行相应的设计规划，保证整个电网的正常稳定运行。

2.5建设微电网

微电网由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷等组成。微电网更加适合分布式接入的新能源，可以比传统电网更有效对新能源机组进行控制。微电网不仅可以提高电网的可靠性和接纳能力，还能进一步将传统电网无法控制的地区接入电网。同时，建设微电网更有利于实现电网的智能化，可以进一步提高电网的经济效益、能源效益和环境效益。

2.6完善并网标准

新能源的并网标准仍然不完善，一些对电能质量、一次调频能力等方面的要求于2022年才开始施行。我国早期并网标准较低，这有利于建设更多的新能源机组，随着这一部分机组对电网稳定的影响开始显现，需要对其按照新标准进行检测和改造。由于我国新能源接入标准发展较快，成果较多，所以一方面要吸取国外的经验，另一方面也要随技术进步而及时完善。制定更加完善的并网标准，不仅可以减少未来新能源接入电网由于人为因素产生的不必要的问题，还可以对新能源接入的发展做出一定的指导，有利于减小新能源接入电网带来的不利影响。

结束语

分布式发电与新能源发电模式各有利弊，在实际应用的过程中也需要将二者进行有效地结合，优势互补。总体来看，分布式新能源发电对于配电网电压的影响如果能较好地解决，势必将成为未来我国重要的发电模式。

参考文献：

[1]杨晓梅.陕西新能源产业迈入倍速增长期[N].陕西日报,2021.

[2]林原,仇向东,付龙明.分析新能源并网发电系统及其相关技术[J].电子世界,2021(7):204-205.