分布式電源對配電網電壓水平的影響研究

楊 楠,張 強

（1.山西省電力公司檢修分公司;2.山西省電力公司計量中心, 太原 030032）

分布式電源對配電網電壓水平的影響研究

楊 楠1,張 強2

（1.山西省電力公司檢修分公司;2.山西省電力公司計量中心, 太原 030032）

分布式電源的接入配電網將會對配電網電壓分布產生很大影響。如何減少分布式電源并網后給配電網電壓帶來的影響，已經成為當前迫切需要解決的問題。這就要求對接入分布式電源的配電網進行充分研究，從而總結出一套切實可行的將分布式電源接入配電網的運行方案，以提高配電網的安全性與經濟性。

分布式電源；配電網；電壓分布

1 緒論

當今世界供電系統的主要供電方式仍舊采用集中式供電這種形式，但是大電網分布的地域廣大，接入的設備多且復雜，其中的任何一處故障，其影響將會擴散到全網，嚴重者將造成整個電網系統的崩潰解列。為解決這些日益突出的問題，歐美發達國家提出了大電網與分布式發電聯合并網運行的供電方式，以此來提高原有電力系統的安全性、可靠性與靈活性。然而，這種新的供電模式對原有電網運行的安全性與可靠性以及電網的規劃與管理產生很大的影響。分布式電源接入配電網將會對配電網電壓質量、繼電保護和電網規劃等方面產生多層次的影響。

本文采用的算例是標準的IEEE33節點網絡。經過統計可知，此配電網中總的有功負荷為3715kW，無功負荷為2300kVar。基于安全性和經濟性的考量，分布式電源一般都工作在額定工況附近。這樣其發的有功和無功基本上保持不變。

2 接入點不同對配網電壓分布的影響

通過仿真分析可知，沿著潮流的方向，各節點電壓逐漸降低。距離電壓源越近的節點，其電壓越高。由于節點17所在的線路負荷較重，加之線路較長，作為此分支線路的末節點，其最終電壓降落最大，電壓最低。雖然23、24節點所在支路的負荷較重，但距電壓源較近，因而其電壓的降落不是很明顯。

為了研究分布式電源接入點對配網電壓的影響，這里進行仿真算例1.1的研究：在節點31、21、17、14、24分別接入容量為400、200、200、100和100kW的分布式電源。在本算例中，接入分布式電源的節點基本位于線路的末端。在驗證分布式電源對配電網電壓分布影響的同時，也便于與其他接入位置和接入容量的分布式電源并網方案進行比較。

根據仿真所得的數據將各節點在配電網并入分布式電源前后的電壓繪制在圖上，如圖1所示。

圖1 算例1.1中各節點電壓分布

經過比較分析可得到結論, 當配電網中沒有接入分布式電源時，處于線路末端的數個節點的電壓已經很低，處于安全運行的臨界位置。當在負荷高峰時，線路末端的電壓有可能越過極限位置。同時從圖中可以看出，布式電源接入配電網運行后，路上的電壓有明顯的抬升，布式電源對各節點的電壓起到了支撐作用。可以說分布式電源對配電網各節點的電壓分布改善的作用非常明顯。

在算例1.1中，六個分布式電源的接入位置基本上位于饋線的末端。從以上的分析中我們可以看到，此種接入情況下，分布式電源對配電網的電壓起了支撐作用。但是此方案的優劣我們無法直接判斷。因而本文又設計了四組對照接入位置，具體接入方式此處省略。

各實驗方案的位置接入特點是：

方案1.2：分布式電源并入線路上負荷較重的節點。

方案1.3：分布式電源沿著一條主要支路并入網絡。

方案1.4：分布式電源在配電網的分支節點處并入網絡。

方案1.5：分布式電源集中分布。

圖2 各算例仿真電壓圖

按照上述方案，分別對配電網系統進行仿真，將結果繪成圖2。從圖2中我們可以看到在總的出力相同的情況下，任何接入方式都會對配電網的節點電壓起到一定的支撐作用。但是不同的接入方式對整個網絡的電壓支撐作用有著明顯的不同。并且，不同的接入位置對不同的線路上節點支撐作用的大小也是明顯不同的。從圖中我們看出，原來的接入點并不是最理想的，方案1.3的接入方式好于實驗方案1.1，方案1.1又好于方案1.4。所以科學選擇接入點可以更好地對配電網電壓進行控制。

3 結論

分布式電源的接入將會對配電網的電壓分布產生很重要的影響。而這一影響的大小與分布式電源的容量和接入位置有著很大的關系。綜合比較上述各方案的電壓分布，結合大量的仿真實驗數據，我們可以發現以下基本規律：

（1）分布式電源的接入點越靠近系統的母線時，對系統的電壓分布的影響越小。

（2）在總容量相同的情況下，分布式電源分散接入配電網對各節點的電壓支撐作用的效果明顯優于集中式的接入。

（3）從維持電壓變化率的角度上看，分布式電源的接入點不宜選分支線路上的中間節點處，選在線路的末端或靠近尾部較為合適。

（4）對于輻射式網絡，一種分布式電源的接入位置方案，往往不能照顧到所有的支路，而一般以長線路作為主要的參考線路較為合適。

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