互聯電網下的分布式電站入網方式

王意

摘要：電力網絡跨區域互聯能有效的緩解電能供需緊張的供電壓力，因此研究互聯電網有著極其重要的現實意義。本文從動力學角度探討分布式電站入網方式對互聯電網的運行穩定性問題。實驗仿真結果表明，當分布式電站接在互聯電網中大子網的小度負荷節點時，互聯電網同步性能最好。

關鍵字：互聯電網;動力學;分布式電站入網;同步

1 前言

目前，國內已經建成了跨區域互聯的電網，將豐富的電能源輸通過聯絡線送到電力供需緊張的區域，緩解此區域的供電壓力，從而實現不同電網之間的電力資源的互補。過去，通過燃燒化石來產生電能，這種產生電能的方式不僅污染空氣，還減少了不可再生能源量，于是人們把眼光投向了清潔能源，日益增加了對清潔能源的需求，這一方面節約了不可再生能源，提升了環保效益，另一方面由于清潔能源位置分散，降低了大停電事故的發生概率，提升了電力系統運行可靠性[1-3]。本文在無權無向的互聯電網上比較分布式電站（DG）以不同方式入網時互聯電網的運行情況，此研究對分布式電站入網有一定的現實指導意義。

2 電網動力學模型

常利用二階類Kuramoto模型[4-6]分析電網的同步性能，其模型如下：

式中，θi為節點i的相位，ωi為節點i的頻率，Pi為節點i的功率，K為節點間的耦合強度，α為損耗參量，A=（aij）反映整個電網中節點間的連接情況，假定節點i和節點j之間沒有建立線路連接，則aij=0，反之aij=1。

電網正常運行時的工作頻率為50HZ或60HZ。

3 仿真結果

電力系統研究者常采用IEEE系統作為電力系統的測試數據。本文以IEEE57-

IEEE14組成的區域電網互聯為例討論不同DG入網時的電網同步能力。IEEE57和IEEE14之間用5條邊連接。首先將DG分別連在IEEE57系統中的大度負荷節點和小度負荷節點上，討論DG連在哪類節點上時互聯電網的同步能力最強。

一般用臨界耦合強度KC來衡量電網的同步性能，KC值越小，電網越容易同步，從圖1可以看出，DG無論連在大度負荷節點還是小度負荷節點上，KC值會隨著分布電站個數NDG的增多而減少，同步能力逐漸增強。增加相同的DG數量NDG時，DG連在互聯電網中的小度負荷節點上的臨界耦合強度KC值比連在大度負荷節點上的小，體現出DG連在小度負荷節點上的同步能力強。比較這兩種連接方式，互聯電網中DG連在小度負荷節點這一入網方式同步性能最優。

接著，討論DG連在哪類子網時的互聯電網同步能力最好。采用前面的實驗結論， DG通過小度負荷節點分別并入大子網IEEE57系統和小子網IEEE14系統，觀察這兩種方式下的互聯電網同步能力，實驗仿真結果如圖2所示。

觀察圖2，發現在同一個NDG下，KC_IEEE14 < KC_IEEE57，這表明DG連在大子網IEEE57時的互聯電網越容易同步，同步能力最好。

4 總結

本文首先探討了DG以哪類節點入網時互聯電網的同步能力最強，得到了DG連在小度負荷節點時的互聯電網同步性能最好，接著討論了DG通過小度負荷節點分別并入大子網IEEE57系統和小子網IEEE14系統時的同步性能問題，發現DG連在大子網IEEE57時的互聯電網同步能力最好。

參考文獻

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