分布式新能源發電對配電網電壓影響研究

王志芳

摘要：正是基于分布式電源的應用和處理，實現了配電系統從無源網絡體系轉變為有源網絡模式的目標，同時其運行過程會對配電網的安全形成作用。為了有效提升兩者協同管理的實效性，合理性落實分布式電源和配電系統并網處理工作較為關鍵。

關鍵詞：分布式發電;可再生能源;電壓分布

近年來，分布式光伏領域發展十分迅速，逐漸廣泛地運用于中國的電力工業中。把分布式光伏科學合理地接入到配電系統中，可以有效地提升配電系統的光伏容量。事實上，分布式光伏既會給配電系統帶來較好的影響，也會對配電系統帶來不好的影響。因而，有必要對分布式光伏接入配電系統的運轉優化策略進行較為深入的探究，以便不斷提升配電系統的運轉效率。

1分布式電源概述

1.1內涵

分布式電源主要指的就是基礎功率參數為數千瓦到50兆瓦的小型模塊式獨立電源，且電源能實現和周圍環境的兼容處[1]。需注意，分布式電源最大的特點就是自身的電源體系規模較小，并且能更加貼近用戶，從而建立完整的負荷供電機制和電能輸出機制，在一定程度上提升電能管理工作的綜合效率。

1.2分類

第一，風力發電主要是結合風能進行發電處理，是目前市場中技術較為成熟且規模化商用的發電技術模式。主要是在風力作用下，實現風輪機葉片上轉矩的控制，確保能推動輪轂裝置，正是借助齒輪箱高速軸、剎車盤以及異步發電機轉子連接作用實現了風力發電。第二，太陽能光伏發電主要利用的是半導體材料的光電效應實現太陽能轉變為電能的目標。例如，我國敦煌8000kW光伏并網發電系統順利建成，能實現并網光伏處理工作，裝機容量達到8000kW，年均發電量實現1.28×107kW。此外，我國深圳已經建成的國際園林花卉博覽園標志性屋頂能實現發電總量1MW的目標，和深圳電網并網運行，年送電量達到1.00×107kW，系統自身配置了24個容量從2.5～90kW不等的逆變器結構，有效降低了成本，也能建立自動控制機制。第三，微型燃氣輪機是借助天然氣、甲烷等燃料形成的超小型燃氣輪機，能將滿負荷運行效率控制在30%，真正建立熱電聯產的運行模式，整體效率也能優化75%左右。微型燃氣輪機發電機應用的過程中，開始借助高周波交流電配以高壓直流電，有效實現交流電的轉換，轉速達到50000～120000r/min。

2分布式光伏接入對配電系統產生的影響

2.1對節點電壓偏差的影響

分布式光伏對電力系統節點電壓偏差產生影響主要和分布式光伏安裝的位置、容量和連接點電壓調節大小、電力輸送線路的性能等方面有著很大的關系。根據有關研究，在開放式電力系統中，分布式光伏對節點電壓偏差的影響是由位置、容量、電力輸送線路等決定的，在單點接入與多點接入這二種分布式光伏連接的方式中，運用電抗器補償、安裝補償裝置等手段可以有效地處理節點電壓偏差較大的問題。在節點開放式配電系統中，從位置、容量以及輸電線路這三個角度進行探究，可以使用安裝電壓調節設備或者對光伏逆變器的運轉方式進行管控的手段來處理以上問題。

2.2對線路傳輸損耗的影響

當分布式光伏連接到電力輸送線路末端節點處的時候，如果分布式光伏的有功輸出功率在逐漸增大，那么負載變化對電力輸送線路的損耗產生的影響也在不斷變大。

2.3對其他方面的影響

雷電、大雨等惡劣氣候條件的影響、人為因素的影響、分布式光伏接入配電系統中有并網、解網以及輸出功率變化較大等狀況時，均會易致使電力系統節點處的電壓發生閃爍與變動。為了把分布式光伏連接到電力系統中，需要運用許多電力設備，并且分布式光伏器件里面的高頻開關元件經常打開和關閉，因而在接近高頻開關元件的頻數時很容易產生諧波分量，進而使得電力系統中存在許多諧波。為了使輸出的功率達到最大，在分布式光伏連接的電力系統中，通常會運用最大功率點跟蹤算法的辦法，當然這也會使得諧波受到污染[5]。當分布式光伏的輸出有功功率進入穩定的狀況下，其總會在最大功率數值上下來回波動變化，這會使轉換器中輸出的直流電壓也有諧波分量產生，從而在并網交流中將諧波引進。

3分布式光伏接入的配電系統運行優化策略

把分布式光伏連接到電力系統中，可以較好地提升電力系統的電壓穩定性能、減小電力線路傳送產生的損失、減少環境污染、緩解電力供應壓力、提升電力供應的安全性以及穩定性。但是，如果分布式光伏連接不遵循科學、合理的原則，就會使電力系統產生諧波污染、電壓偏差過大、經濟利潤降低等不好的影響，因而有必要對分布式光伏的最佳連接方式與配置模型進行仔細探究，尋找到最優的求解辦法，進而為分布式光伏接入到配電系統中的方法設計提供較好的借鑒。

3.1分布式光伏接入的配電系統的隨機波動性剖析

基于基礎的統計學原理，分析和統計分布式光伏接入的電力系統的隨機波動性的特征，并對正態分布性曲線以及隨機特征分布曲線進行測驗，把分布式光伏連接的電力系統的隨機特征分布狀況概括出來。對環境溫度、輻射強度以及風的方向等對分布式光伏產生影響的外部因素挨個進行方差分析，進而找到每個影響因子對分布式光伏產生影響的方差，并相互比較。

3.2應用算法優化

為了提升全面分析分布式電源與配電系統并網運行實效性，結合遺傳算法的處理方式實現優化目標。第一，選取適應度函數，結合約束條件以及編碼方案完成滿足處理，確保函數應用運行實效性得以體現，并且全面整合處理，保證控制流程的綜合效果。第二，要對算法的其他環節進行統籌設計。首先，要選取適宜的算子，利用比例選擇機制以及最優保存策略提升控制的合理性和規范性，優化項目的應用模式和處理價值。其次，要判定交叉算子和變異算子，利用基本位變異處理方式選擇控制要點。最后，按照“初始化處理→選擇運算→交叉運算→變異運算→個體評價→終止條件判斷”的流程完成對應的計算和分析。

3.3通過調節有功功率優化分布式光伏接入的配電系統的確定性

應當根據電力系統減少電力能源損耗效果理想的三分之二原則，把電力系統的損耗最小化設置為目標，對分布式光伏接入的配電系統并網的位置確定和容量確定進行優化，達到太陽能可以在原先的配電系統中主動并網。在符合穩定狀況的要求下，即便電力系統中的每個節點都達到了極限并網的條件，對分布式光伏連接的電力系統的節點的有功功率進行合理的配置，進而達到優化分布式光伏連接的電力系統穩定性的目標。

4結語

社會發展與電力行業的關系越來越密切，隨著電力使用者的需求向多元化方向發展，他們對電力系統的穩定運轉也有著更高的要求，分布式光伏的應用已經成為未來電力系統改造完善的大趨勢。因而應當提出分布式光伏接入的配電系統的優化策略，提升電力系統的運轉質量和穩定安全性能。

參考文獻

[1]歐陽森，馬文杰.不平衡電網下光伏逆變器的控制策略研究[J].電子技術應用，2018，44（05）：147-150.

[2]謝檬，趙錄懷，王娟.分布式發電微網控制系統的設計[J].電子技術應用，2017，43（06）：151-154+158.

[3]羅煜，吳杰康，簡俊威，廖一鍵，郭清元.基于機會約束規劃的多類型分布式電源容量與布點優化方法[J].廣東電力，2018，31（04）：34-42.

[4]張迪，苗世洪，趙健，涂青宇，劉昊.分布式發電市場化環境下扶貧光伏布點定容雙層優化模型研究[J].電工技術學報，2019，34（10）：1999-2010.