分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓分布的影響

丁欣

摘要：隨著人們生活水平的不斷提高，以及國(guó)家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，如何更好的滿足廣大人民群眾的用電需求已經(jīng)成為了當(dāng)下急需解決的一個(gè)問題。分布式發(fā)電已經(jīng)成為了當(dāng)下適應(yīng)社會(huì)需求的新型發(fā)電模式。它的概念是指在一定的范圍內(nèi)，一些區(qū)域式的、分布在負(fù)荷周圍的一些相對(duì)清潔的發(fā)電設(shè)施，通常情況下，這些設(shè)施的功率大概在幾十千瓦到幾十兆瓦之間，并且這種發(fā)電方式具有經(jīng)濟(jì)、可靠的特點(diǎn)。近年來，分布式電源在電力系統(tǒng)中越來越常見，所以研究分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響已經(jīng)成了一項(xiàng)勢(shì)在必行的工作。本文將結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)資料以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓分布造成的影響進(jìn)行簡(jiǎn)略的描述。

關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電；電壓影響；配電網(wǎng)；潮流計(jì)算

引言

分布式發(fā)電模式已經(jīng)在國(guó)內(nèi)廣泛的應(yīng)用，它影響著很多的工業(yè)、商業(yè)以及家庭用戶。與此同時(shí)，他們的用電負(fù)荷具有波動(dòng)性大的特點(diǎn)，造成波動(dòng)性大的各種不確定因素就會(huì)導(dǎo)致在配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)問題上出現(xiàn)很大的困難。能源危機(jī)是全球在普遍面臨的一個(gè)問題，但是由于燃煤以及核電存在著成本高、可持續(xù)性不強(qiáng)等弊端以及用電用戶對(duì)電力資源要求的可靠性不斷增加，遠(yuǎn)程發(fā)電技術(shù)和集中發(fā)電技術(shù)等又具有高成本、不穩(wěn)定等特點(diǎn)，這就導(dǎo)致分布式發(fā)電逐步發(fā)展了起來。分布式發(fā)電具有節(jié)約、環(huán)保、靈活性高等優(yōu)點(diǎn)，是適應(yīng)當(dāng)下資源匱乏問題以及人民需求的一種好方法。

一：分布式電源容量對(duì)電壓的影響

在測(cè)定分布式電容量對(duì)電壓影響的時(shí)候，為確保不受其他因素的干擾，首先要保證分布式電源的位置和數(shù)量是固定的。分布式電源不是配電網(wǎng)電的主體，但是它作為一種輔助電網(wǎng)的工具來說也是有很大的影響力的。如果分布式電源接入的數(shù)量太多，會(huì)使成本大大增加，難以體現(xiàn)分布式發(fā)電的優(yōu)勢(shì)，不僅如此還容易出現(xiàn)一系列的事故，對(duì)繼電保護(hù)工作造成不好的影響。因此，為了避免這些危險(xiǎn)和浪費(fèi)，應(yīng)當(dāng)盡量減少分布式電源的接入個(gè)數(shù)。

根據(jù)遺傳算法和Matlab仿真得出來的數(shù)據(jù)顯示，分布于配電網(wǎng)中的分布式電源對(duì)饋線的電壓分布影響是很明顯的?？梢钥吹剑诮尤敕植际诫娫匆院?，負(fù)荷節(jié)點(diǎn)上的電壓是有明顯的上升趨勢(shì)的，這就證明分布式電源對(duì)于電壓是有很大的影響的。分布式電源接入電網(wǎng)以后，系統(tǒng)的潮流會(huì)發(fā)生變化，確保將這種電壓的變化控制在安全范圍之內(nèi)是相關(guān)工作人員需要重點(diǎn)注意的，根據(jù)目前的經(jīng)驗(yàn)來看，最好的解決方式是對(duì)分布式電源的容量進(jìn)行限制。在只考慮穩(wěn)定電壓的要求下，根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)顯示分布式電源的接入容量應(yīng)當(dāng)在系統(tǒng)總?cè)萘康陌俜种氖笥視r(shí)是最好的。在實(shí)際的運(yùn)行中可以發(fā)現(xiàn)，雖然網(wǎng)絡(luò)中接有多個(gè)分布式電源，但負(fù)荷總?cè)萘恳话闳源笥诜植际诫娫吹目側(cè)萘浚@是為保證整個(gè)配電線路是嚴(yán)格吸收型的受端網(wǎng)。所以在日常的工作過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格的控制好分布式電源的接入容量，確保分布式電源容量對(duì)電壓的不良影響降到最低。只有這樣，才能保證用電的安全，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)注意分布式電源的接入個(gè)數(shù)，只有注意好這些問題，才可以保證將分布式發(fā)電的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最大程度，減少浪費(fèi)以及危險(xiǎn)因素。

二：分布式電源位置對(duì)電壓的影響

為了了解分布式電源對(duì)電壓的影響，在進(jìn)行測(cè)試之前應(yīng)當(dāng)確保每個(gè)分布式電源的出力是不變的，只改變它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中的位置。通過這種方式計(jì)算可以得到最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)以及信息。經(jīng)過分析可以了解到，分布式電源的接入容量在系統(tǒng)總?cè)萘康陌俜种氖笥視r(shí)工作效率最高，因此在測(cè)定位置影響的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)控制接入容量在百分之四十，在此前提下，分別改變分布式電源在系統(tǒng)中的接入位置，測(cè)定數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析。在實(shí)驗(yàn)過程中，為了確保實(shí)驗(yàn)效果更明顯，每次改變分布式電源的接入位置時(shí)只選取一個(gè)插口，并且為了確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果是具有代表性的，只總結(jié)分布式電源在插入首部、中部以及尾部時(shí)的效果以及規(guī)律。

根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)得出來的結(jié)果可以總結(jié)出來一下規(guī)矩：在總出力相同的情況下，分布式電源在不同位置時(shí)，得到的電壓分布有較大的差異。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以顯示出來，在更加接近母線的位置，對(duì)線路電壓的影響相對(duì)更小，分布式電源接到最后邊的時(shí)候，電壓升高的幅度很明顯，在一些危險(xiǎn)的情況下，甚至?xí)哂陬~定電壓的數(shù)值。這種情況是應(yīng)當(dāng)盡量避免的，并且會(huì)對(duì)用戶的用電產(chǎn)生一系列的不良影響。在進(jìn)行分布式電源的位置分配時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格的注意將饋線接入中間部位或者與其它部位相互結(jié)合把影響降到最低。根據(jù)實(shí)驗(yàn)可以了解到，在接入饋線中部的位置時(shí)，局部極大電壓相應(yīng)的也會(huì)在線路中部出現(xiàn)。

綜上所述，分布式電源不適合接入在系統(tǒng)末端的位置，所以要配合接在系統(tǒng)的中間或者偏后的位置。通過改變分布式電源的接入位置，可以促使分布式發(fā)電的效果達(dá)到最好，并且可以把由于分布式電源接入位置造成的影響降到最低。

三：分布式電源功率因數(shù)對(duì)電壓的影響

相應(yīng)的，為了計(jì)算分布式電源功率因數(shù)對(duì)電壓的影響，應(yīng)當(dāng)確保分布式電源的位置和容量都是不變的。將分布式電源接入中間稍后的位置，同時(shí)調(diào)節(jié)容量保持在總負(fù)荷的百分之四十左右，在確保變量唯一的情況下排除其它因素對(duì)于電壓的影響，從而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果可以了解到，不同的功率因數(shù)的分布式電源接入系統(tǒng)是有影響的。其中功率因數(shù)有滯后功率和超前功率兩種，這兩種功率對(duì)電壓的影響幾乎是完全相反的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，滯后功率因數(shù)的效果是要優(yōu)于超前功率因數(shù)的工作效果的。超前功率對(duì)于分布式電源的電壓改善作用很小，沒有明顯的變化。由此可以得出結(jié)論：超前功率因數(shù)對(duì)電壓的改善作用是很小的。相反的，當(dāng)分布式電源以滯后功率因數(shù)接入時(shí)，分布式電源會(huì)向配電系統(tǒng)發(fā)出無功功率，有助于補(bǔ)償負(fù)荷的無功功率，減少輸電線路的無功電流，從而可以減少有功耗損，從而提高電壓。

綜上所述，功率因數(shù)變化的過程，同時(shí)也是分布式電源從吸收無功功率變化到輸出無功功率的過程。當(dāng)分布式電源發(fā)出的無功功率大于負(fù)荷吸收的無功功率時(shí)，饋線上的最大電壓將出現(xiàn)在分布式電源所在的節(jié)點(diǎn)，分布式電源輸出的無功功率越大，該節(jié)點(diǎn)的電壓將升得越高。實(shí)際運(yùn)行時(shí)需加入調(diào)壓裝置以防止電壓越限。所以分布式電源功率因數(shù)對(duì)電壓也有很重要的影響。

通過上述分別對(duì)分布式電源容量、位置以及功率因數(shù)的分析可以了解到，這三項(xiàng)因素都在不同的層面上對(duì)配對(duì)電源電壓起到了一定的影響，為確保分布式發(fā)電可以發(fā)揮出來最好的效果，一定要從這三個(gè)方面共同著手，配備相應(yīng)的技術(shù)人員實(shí)時(shí)監(jiān)督。以往的配電網(wǎng)大多是發(fā)散狀分布的，在發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，電壓會(huì)隨著傳輸?shù)倪^程不斷降低，這樣就會(huì)造成資源的浪費(fèi)。但是在接入分布式電源后，在發(fā)電系統(tǒng)正常工作的前提下，電壓在傳輸?shù)倪^程中并沒有降低的現(xiàn)象。根據(jù)觀測(cè)結(jié)果顯示的數(shù)據(jù)可以看出來，饋線上的傳輸功率減少，以及分布式電源輸出的無功支持，會(huì)使得沿饋線的各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的電壓有所提高。所以分布式電源的優(yōu)勢(shì)在此處展現(xiàn)的非常明顯。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司六安市城郊供電公司）