分布式發(fā)電對配電網(wǎng)電壓分布的影響

郭孔良 國網(wǎng)福建省電力有限公司閩清縣供電公司

目前大多數(shù)供電系統(tǒng)供電方式仍然為集中供電，單一的供電中心無法滿足大規(guī)模用電穩(wěn)定、安全需求，且集中供電所造成的環(huán)境破壞、資源浪費(fèi)等都是不可逆的，其供電系統(tǒng)可靠性較差。而采用分布式電源發(fā)電，其可直接接入配電網(wǎng)中，為用戶提供清潔、高效的電力[1]。分布式發(fā)電以其自身穩(wěn)定性、高效性受到更多受眾推崇，該發(fā)電方式還可提高電網(wǎng)自身智能化水平，提高電力資源利用率，減少資源浪費(fèi)。

一、關(guān)于分布式發(fā)電

功率處于幾十千瓦、幾十兆瓦之間的模塊化清潔發(fā)電設(shè)施被稱為分布式電源，該發(fā)電模式和傳統(tǒng)集中式發(fā)電模式有明顯區(qū)別，采用此發(fā)電模式，其規(guī)模較小、靠近用戶，可直接向負(fù)荷供電或針對用電需求供電，將分布式發(fā)電接入電網(wǎng)后，將對輸電網(wǎng)電壓、電能、系統(tǒng)保護(hù)、調(diào)度等各方面內(nèi)容造成諸多影響。

二、分布式發(fā)電對配電網(wǎng)電壓的影響內(nèi)容

新時(shí)期分布式發(fā)電（以下簡稱DG）模式開始進(jìn)一步推廣，而伴隨分布式電源滲透率提高，企業(yè)產(chǎn)生了一些電能問題。

（一）電源接入位置各異

以計(jì)算機(jī)軟件對分布式發(fā)電的接入點(diǎn)分析，發(fā)現(xiàn)其在配電網(wǎng)中的接入點(diǎn)不同，則對配網(wǎng)中的電壓分布影響也較大。當(dāng)DG逐漸靠近母線，其對電壓分布系統(tǒng)的影響也就越小[2]。而將DG接入到線路末尾，可提高對應(yīng)節(jié)點(diǎn)電壓，此電壓可能超出額定電壓，影響用戶正常用電。且對應(yīng)位置的DG若推出運(yùn)行系統(tǒng)，會(huì)導(dǎo)致線路末端存在重大波動(dòng)，可能導(dǎo)致出現(xiàn)電壓閃變。將DG接入饋線，線路中會(huì)有局部電壓生成。考慮到DG接入線路末節(jié)點(diǎn)存在諸多弊端，可將其設(shè)計(jì)到線路中間位置。

（二）DG容量不同

以計(jì)算機(jī)建模設(shè)DG為恒功率靜態(tài)模型，以仿真分析、疊加原理支持，計(jì)算饋線電壓，得到未接入、接入DG的佩戴內(nèi)網(wǎng)饋線各處電壓值[3]。若DG自身容量較大，不同節(jié)點(diǎn)電壓也會(huì)有所提高，可有效改善電壓效果。若DG超大，反而會(huì)大致功率倒流，局部電壓在DG并入位置最大。若接入DG容量不斷增加，超出最大程度后，還會(huì)發(fā)生電壓越限。若出現(xiàn)電壓越限，需及時(shí)降低DG容量，保證線路電壓穩(wěn)定。

（三）DG滲透率

DG滲透率就接入點(diǎn)會(huì)影響配網(wǎng)內(nèi)電壓均勻性。若DG接入點(diǎn)固定，滲透率將影響電壓的支撐：滲透率提高，其對電壓的支撐效果也就越明顯，電壓分布也就越高。若DG向系統(tǒng)末端移動(dòng)，配網(wǎng)線路中電壓受滲透率影響也逐漸變大，若DG靠近母線，則其電壓也逐漸減小。故需充分考慮滲透率可能對配網(wǎng)電壓的影響，對電網(wǎng)合理規(guī)劃，確保電網(wǎng)運(yùn)行的充分穩(wěn)定。

（四）DG功率因數(shù)

DG的功率因數(shù)受其自身發(fā)電方式影響較大，而功率因數(shù)超前、滯后等都會(huì)對電網(wǎng)電壓造成不同程度影響[4]。實(shí)際操作中，可將DG容量、接入點(diǎn)設(shè)置固定值，控制其功率因數(shù)為變量，以計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)分析功率因數(shù)對配網(wǎng)電壓分布的影響，得出結(jié)論：功率因數(shù)從超前變化到滯后，DG也從無功負(fù)荷轉(zhuǎn)為無功電源，饋線無功功率持續(xù)下降，其電壓損耗也持續(xù)下降，電壓增高。比較超前、滯后分布式電源，發(fā)現(xiàn)功率因數(shù)超前情況下的DG，其對電壓分布影響相對較小，反觀滯后功率因數(shù)的DG，其對線路電壓波動(dòng)的影響較大。

三、配網(wǎng)電壓優(yōu)化方式

（一）完善模擬退火優(yōu)化算法

對配電網(wǎng)電壓優(yōu)化需先對其電壓合理分析，遺傳算法其局部搜索能力不高，但其整體搜索能力突出，在配網(wǎng)電壓優(yōu)化方面應(yīng)用價(jià)值突出。但其中模擬退火算法搜索水平較弱，其他方面功能滿足要求，可將遺傳算法和模擬退火算法結(jié)合起來，構(gòu)建新的優(yōu)化算法，使其在種群生成上優(yōu)化適應(yīng)度計(jì)算，以選擇、交叉、變異方式，以自適應(yīng)權(quán)重、方式處理多目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化，大大提高收斂速度及穩(wěn)定性。DG應(yīng)用到電網(wǎng)中，可采取變壓器分接頭配合SVC對電壓調(diào)節(jié)，結(jié)合完善歐的模擬退火優(yōu)化算法，改善線路電壓分布不均，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性，也間接提升電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性。

（二）以DEIWО算法實(shí)現(xiàn)無功優(yōu)化

采用入侵雜草算法，其計(jì)算簡單且運(yùn)行效率突出，且該算法的隨機(jī)性、自適應(yīng)性都較強(qiáng)，應(yīng)用過程中結(jié)構(gòu)簡單、收斂速度快，故可以在各個(gè)利于中得到迅速推廣。在配網(wǎng)中應(yīng)用，該算法也存在一定弊端，如收斂的精度不太滿足要求等，因此，采取差分進(jìn)化算法對其精度進(jìn)一步優(yōu)化，通過IEEE33節(jié)點(diǎn)仿真分析系統(tǒng)，以DEIWO算法可確保節(jié)點(diǎn)電壓水平實(shí)現(xiàn)提高，且并未發(fā)生節(jié)點(diǎn)電壓越限，使配網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的電壓基本和系統(tǒng)的額定電壓保持一致。

（三）МРC電壓優(yōu)化

配網(wǎng)設(shè)置DG對無功、有功電壓調(diào)節(jié)，新時(shí)期研究以模型預(yù)測的方式，預(yù)分析電網(wǎng)電壓的變化，從而實(shí)現(xiàn)對電壓變化的提前處理。采取這種電壓優(yōu)化方式，可以將各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓敏感度計(jì)算出來，構(gòu)建不同節(jié)點(diǎn)電壓預(yù)測模型，提前了解節(jié)點(diǎn)電壓產(chǎn)生得到波動(dòng)，而后針對MPC滾動(dòng)優(yōu)化、反饋修復(fù)，充分限制DG隨機(jī)波動(dòng)對電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的威脅，實(shí)現(xiàn)對電壓的經(jīng)濟(jì)性控制，為后續(xù)DG更好的融入電網(wǎng)提供技術(shù)支持。

四、結(jié)束語

綜上所述，分布式發(fā)電對配電網(wǎng)電壓分布的影響的多方面的，故文章介紹分布式電源對配電網(wǎng)電壓影響的主要因素，提出對配電網(wǎng)電壓優(yōu)化的一些控制方法。新時(shí)期分布式電源在國家電網(wǎng)中的應(yīng)用越開越多，相關(guān)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸形成規(guī)模化，因此，必須了解分布式發(fā)電對配電網(wǎng)電壓分布的影響，結(jié)合我國電網(wǎng)現(xiàn)狀，為更好的適應(yīng)新時(shí)期行業(yè)發(fā)展深入研究，為推動(dòng)國家電網(wǎng)向智能化、持續(xù)性發(fā)展提供具有深刻現(xiàn)實(shí)意義。