分布式新能源發電對配電網電壓影響分析

王峰

摘? 要：隨著社會經濟的不斷發展，傳統的大電網已經不能滿足當今社會的電網供電需求，分布式發電應運而生。隨著能源消耗的加劇和生態環境污染的日益嚴重，全世界都在尋求積極開發新能源的方式，分布式發電是利用可再生資源的重要途徑。分布式發電最大的優勢就是可以利用可再生資源，但如果無計劃地使用分布式發電技術將會對配電網電壓產生一定程度的影響。本文將重點分析分布式新能源發電對配電網電壓造成影響的因素，以便為今后的工作提供參考。

關鍵詞：分布式發電? 新能源? 配電網電壓? 影響分析

中圖分類號：TM614? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）08（a）-0123-03

Abstract： With the continuous development of social economy， the traditional large power grid has been unable to meet the demand of power supply in today's society， and distributed generation has emerged. With the aggravation of energy consumption and the increasingly serious pollution of ecological environment， the whole world is looking for ways to actively develop new energy. Distributed generation is an important way to utilize renewable resources. The biggest advantage of distributed generation is that it can make use of renewable resources， but if we use distributed generation technology without planning， it will have a certain impact on the distribution network voltage. This paper will focus on the analysis of the impact of distributed new energy generation on the distribution network voltage， so as to provide a reference for future work.

Key Words： Distributed generation; New energy; Distribution network voltage; Impact analysis

隨著能源消耗的加劇和生態環境污染的日益嚴重，全世界都在尋求積極開發新能源的方式，分布式發電是利用可再生資源的重要途徑。風能、太陽能等都屬于可再生資源，分布式發電對可再生資源的合理利用，對改善生態環境和緩解能源消耗起著積極意義。

1? 分布式發電的綜合概述

分布式發電是一種利用可再生資源的新型發電方式，因為分布式發電較為環保，所以近年來被廣泛應用。分布式發電除了環保以外，還具有清潔度高、分布模式小，擁有獨立模塊等特點。由于發電單元和用戶之間的距離較近，所以更加便于利用發電功能，經濟性較強。與傳統的發電模式相比，分布式發電的規模較小，且自身擁有非常明顯的發電特征。從發電容量來看，分布式發電具有不確定性，容量類型分為：大、中、小型和微型四種不同的分類。由于和用戶之間的距離較近，可以直接依照用戶需求為電網發電。一旦這種模式被廣泛應用，會直接參與配電網的全部運行過程，對配電網的電壓造成影響。另外由于分布式發電的不集中性，與傳統的供電模式存在較大區別，隨之影響的還有電流傳送大小和方向。

2? 分布式發電對配電網電壓影響因素研究

2.1 分布式發電的基本理論

分布式發電一旦接入電網后，一方面對電能的不間斷質量有所改善，另一方面也能促使配電網從原有的放射狀轉變為多源結構的形態，這對配電系統的潮流分布和電壓情況等都會造成一定的影響。想要得出分布式新能源發電對配電網電壓影響的因素，就必須要從繼電保護、電能質量和網損三個方面進行深入研究。

2.1.1 繼電保護

目前我國配電網大多采用單電源的結構，從繼電保護的角度出發，一般采用三段電流保護，在發生暫時性故障時可以誘發繼電保護設備，但分布式發電接入電網后，會引發繼電保護裝置的誤判，還有影響自動重合閘。

2.1.2 網損

從網損的角度，最初始的配電系統是一個輻射型的網格，是單向潮流。分布式發電一旦接入，就轉變了配電網的原始單向結構，由單向轉變成了多源供電，網損有可能增加或者減少，網損的變化與分布式電源的位置、容量和功率因素都有確切的關系。

2.1.3 電能質量

站在電能質量的角度，風力和光伏發電都存在隨機性和不確定性，分布式發電的輸出功率是以變化量的波動情況為依據，所以分布式發電的接入會對電網的電能質量產生影響。除此之外，大量電子轉換器的應用，也增加了配電網中的負載量，電壓和電流的波形都會產生變化，引發電網的諧波污染。

2.2 電容和位置對配電網電壓的影響

分布式發電的電容和電壓之間存在影響機制，想要準備判斷和分析出這種機制，就必須要確定發電模式的數量，同時找準發電位置[1]。盡管此類模式只是一種電源的輔助，并不是構成配電網的主要內容，但是卻可以起到支持配電網發電的作用。值得注意的一點是，如果分布式電源設置較多，會對繼電保護造成一定影響，增加運行和維護的成本。除此之外，分布式發電要依據一定的條件才能夠成立，在分布電源數量時，要以配電網的最小損失為參照，并且結合安全和其他因素綜合考慮，達到有用功和無用功之間的平衡，確保電壓在合理的范圍內。另外，分布式發電的電源容量和電源位置的選擇應該采用遺傳算法，這樣更精準也更科學。

分布式發電的位置和容量是構建分布式系統的前提，由于分布式發電更接近用戶，所以要依照客戶終端的容量和地理位置，綜合考慮各種指標，根據實際情況，選用發電方式。分布式發電的電源容量既要滿足正常運行狀態的負荷量，又要具備處理突發情況的能力，可以通過灰色關聯、神經網絡和小波分析等技術來實現，對負荷模型進行精準預測。分布式發電的電源位置設定既要考慮周邊的環境、交通以及地理位置，還要考慮布局是否合理，盡可能保證線路的最小損耗，從而改善配電系統，保障配電網電壓的穩定性和靈活性。

2.3 功率因數對配電網電壓的影響

分布式發電一旦接入到配電網中，由于其自身的電源容量有限，只能在一定程度上緩解配電網無用功功率不足的現象，而且有些分布式發電還會對配電網中無用功功率產生一定的消耗，這樣只會加劇無用功功率不足的問題。針對上述情況，一般通過無功補償措施來減少對配電網電壓的影響，無功補償的措施包括：并聯電容器組，加強網架結構以及采用雙饋變速風電機組，來實現配電網的電壓正常，利用無功補償措施可以更好地確保配電網電壓的穩定性[2]。除此之外，在配電網實際工作中，配電網的動態負荷量所需要的無用功功率也會隨著電源的啟停而發生改變，因此要做一定的無功補償，也就是在配電網接入分布式發電電源之后，在接入位置放置無功電壓支撐設備，像電容器等，保證配電網的正常運行。

2.4 分布式發電對配電網電壓影響的改善措施

2.4.1 完善自動發電控制系統

隨著科學技術的不斷進步，應該繼續加大對分布式發電的科研力度，不斷完善和優化傳統的發電體系，構建一種新型的分布式發電系統，通過調整分布式發電的出口電壓來實現對配電網電壓的控制，逐步完善自動發電控制系統。

2.4.2 提升分布式發電的技術水平

首先，分布式發電接入對配電網的電壓會有一定程度的改善，提高電能質量，提升各個節點的電壓水平。其次，單個分布式發電接入時，建議接在主干線的中間偏尾端位置，當接入多個分布式發電時，建議全部接在主干線上。再次，無論是單個還是多個分布式發電接入，滲透率應該根據實際需要作出調整。最后，在滲透率相同的基礎上，相比于多個分布式發電接入，單個分布式發電接入后容易對配電網電壓產生更大的波動。

2.4.3 改善分布式發電對配電網穩定性的影響

當分布式發電接入到配電網后，會對配電網的電壓造成一定影響，會出現明顯的波動，電網強弱不同，影響的程度也會不一樣。當某一地區電網較弱時，電機組在排除故障后依然無法自動恢復電壓，并且會存在運行超速的現象，不利于配電網的穩定性。針對這種情況，就需要及時切斷分布式電源來實現電網的穩定，如果配電系統發生三相短路的現象，不及時切斷分布式電源，那么主要節點的電壓便無法恢復，只有及時切斷電源，電壓才有可能恢復平穩。由此可以看出，當發生故障時能否及時切斷分布式電源對配電網電壓的穩定性至關重要。

3? 結語

綜上所述，分布式發電是一種可以利用可再生資源的新型發電方法，與傳統的發電模式相比，分布式發電具有污染低、成本低的優勢，目前已經被廣泛應用。但同時值得注意的是，不合理的分布，會讓分布式發電對配電網電壓產生一定程度的影響，在實際工作中就要求相關技術人員要合理布局分布式發電的電源位置，綜合考慮電容和功率因素的影響，確保配電系統的高效運轉。

參考文獻

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