分布式电源接入的配电网无功电压特性分析

分布式电源接入的配电网无功电压特性分析

李鑫齐

国网内蒙古东部电力有限公司赤峰供电公司024000

摘要：传统辐射型配电网的特点是闭环设计、 开环运行，其网络只有一个电源点， 节点电压沿着馈线潮流方向逐渐降低。 分布式电源接入配电网后， 辐射型的网络变为一个遍布电源与用户互联的网络， 分布式电源接入会使得馈线上传输的有功功率和无功功率减少， 降低了线路的电压降落， 从而不同程度地抬高了各负荷节点电压，提高了配电网承载负荷的能力。 甚至在分布式电源集中

接入的部分地区还会发生功率倒送的情况， 末端节点电压高于首端节点。 因此， 本文通过分布式电源接入对配电网无功电压的影响分析， 为配电网无功电压控制提供参考。

关键词：分布式电源；配电网；无功电压；特性分析

1 分布式电源接入配电网模型

以一个理想馈线模型为对象对分布式电源接入的配电网电压分布进行分析， 从变电站母线节点到馈线末端， 按沿线负荷节点进行编 号， 依 次 为 0， 1， 2， 3，…， n， 每条支路的阻抗为 Zi=Ri+jXi， 每个负荷节点接入的负荷大小及电源大小分别为 Pi+jQi， PDGi+jQDGi。 具体结构如图 1 所示。

图 1 中， U0 是变电站母线出口电压， 稳定在额定电压； U1~Un 分别为沿线负荷节点的电压。

2 接入分布式电源前的电压偏差

未接入分布式电源时， 馈线各支路电流为：

各支路中因线路阻抗而产生的电压降落为：

各节点电压为：

3 接入分布式电源后的电压偏差

假设在第 k 个节点接入分布式电源， 则各支路电流变为：

电压降落变为：

式中，，为负荷等效电流；，为分布式电源的等效电流。

各节点电压变为：

比较公式（3）和公式（5）可以发现， 接入分布式电源后， k节点之前的各支路压降都减少了 ZlIdg， 接入点及之前的节点电压都因分布式电源的接入被抬高。 k节点之后的节点虽然不受 Idg 的直接影响， 但从公式 （4）可知， 由于 k 之前的节点电压被抬高， k 之后的节点也被动抬高， 即 Ui （i ＞k） 相比于分布式电源接入之前要有所增高。 根据公式 （3） 可知， 当 l ＞k 时， Ii ＞Il 仍成立， 线路上的压降相比于接入分布式电源前有所减少，通过定性分析， k 之后的节点电压也被抬高。

4 结束语

由上述分析可知， 分布式能源的接入有助于改善馈线的电压质量。 各支路由于分布式电源接入引起的电压损失△Ul 的影响因素有分布式电源本身的出力， 线路沿途的负荷 Pn+jQn 和线路阻抗 Rn+jXn。 具体而言， △Ul 的影响因素包括分布式电源的配置容量、 分布式电源的接入点位置、沿线负荷分布、 主干线的长度和横截面的面积。

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