分布式風(fēng)電對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響

劉丹

摘要：社會(huì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)速度加快，人們?cè)谏a(chǎn)生活中對(duì)能源的需求增加，所以我國(guó)開始大力支持風(fēng)力發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電屬于可再生能源，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的持續(xù)發(fā)展有積極的促進(jìn)作用。基于此，近年來(lái)我國(guó)開始加大風(fēng)場(chǎng)的建設(shè)與開發(fā)力度，為了進(jìn)一步促進(jìn)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)效率和現(xiàn)代化程度的提升，對(duì)分布式風(fēng)電對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響展開了研究，以促進(jìn)電力領(lǐng)域的長(zhǎng)足發(fā)展。

關(guān)鍵詞：分布式風(fēng)電;配電網(wǎng);電壓

分布式風(fēng)電場(chǎng)具有發(fā)電方式靈活、環(huán)境效益好等優(yōu)勢(shì)，是促進(jìn)風(fēng)電資源進(jìn)一步開發(fā)的可行之策。對(duì)于分布式風(fēng)電場(chǎng)接入的配電網(wǎng)系統(tǒng)，其風(fēng)電功率有所波動(dòng)，一旦配電網(wǎng)出現(xiàn)故障，風(fēng)機(jī)的故障穿越特性，會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性受到影響。因此，提高分布式風(fēng)電場(chǎng)的的穩(wěn)定性，避免配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障，是應(yīng)用分布式風(fēng)電場(chǎng)過(guò)程中需要考慮的重點(diǎn)因素。

一、分布式發(fā)電簡(jiǎn)析

分布式發(fā)電的功率處于幾十千瓦到幾十兆瓦之間，是一種分布在負(fù)荷附近的發(fā)電設(shè)施，具有清潔、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，能實(shí)現(xiàn)可靠、高效以及經(jīng)濟(jì)發(fā)電。目前在風(fēng)電項(xiàng)目中分布式電源主要有太陽(yáng)能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電以及燃料電池幾種形式，這些電源種類，與傳統(tǒng)大電網(wǎng)集中式發(fā)電相比，沒(méi)有了高壓電網(wǎng)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)谋匾?，所以線路建設(shè)成本得以降低。但是，將分布式發(fā)電直接接入配電網(wǎng)中，使得電網(wǎng)單向潮流模式發(fā)生了改變，這對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)產(chǎn)生了較大沖擊。分布式發(fā)電在配電網(wǎng)中接入，對(duì)配電網(wǎng)供電的潮流、短路電流和網(wǎng)絡(luò)供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性都造成影響，因此應(yīng)用分布式發(fā)電時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行分析，以促進(jìn)分布式發(fā)電在配電網(wǎng)中的更好應(yīng)用，更好的發(fā)揮出分布式發(fā)電的優(yōu)勢(shì)，提高供電網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性[1]。

二、分布式風(fēng)電對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響

目前已有不少文獻(xiàn)中論述了分布式風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)電壓的影響，通過(guò)對(duì)接入分布式電源后配電網(wǎng)潮流大小與方向變化的分析，得出靈敏度分析的方法，能夠有效獲得系統(tǒng)電壓受到分布式電源影響的程度信息，然后對(duì)分布式電源接入不同位置和出力等影響系統(tǒng)電壓情況進(jìn)行研究，得出相關(guān)影響因素，據(jù)此得出控制方法。除此之外，進(jìn)行風(fēng)電導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波動(dòng)和閃變的研究，發(fā)現(xiàn)風(fēng)電導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大、閃變較為嚴(yán)重，然后選擇適合的電壓等級(jí)、電路電抗、電阻比以及并網(wǎng)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電壓波動(dòng)和閃變的有效控制。并且，短路比與剛性率是評(píng)估配電網(wǎng)供電電壓質(zhì)量受分布式電源影響的有效方式，利用建模仿真的方法，對(duì)不同類型分布式電源對(duì)電網(wǎng)電壓的影響情況展開分析，發(fā)現(xiàn)逆變型和旋轉(zhuǎn)型分布式電源對(duì)電網(wǎng)電壓產(chǎn)生的影響不同。隨后，對(duì)分布式電源在發(fā)電波動(dòng)、啟停過(guò)程中對(duì)電網(wǎng)電壓的影響進(jìn)行分析，以及接入分布式電源以后，配電網(wǎng)電壓的波動(dòng)情況。分布式風(fēng)電穿透功率與電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性有一定的關(guān)聯(lián)，當(dāng)分布式風(fēng)電接入線路中后，利用戴維南等值，得出分布式風(fēng)電電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化模型，能夠推導(dǎo)出分布式風(fēng)電滲透率與電網(wǎng)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓之間的關(guān)系[2]。

對(duì)線路段有功于無(wú)功功率與電壓波動(dòng)之間的關(guān)系進(jìn)行分析，得出系統(tǒng)有功功率、吸收的無(wú)功功率、額定電壓、線路電阻、電抗之間有一定的關(guān)系，能夠推導(dǎo)出電壓波動(dòng)值。從實(shí)際情況的分析來(lái)看，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)線路不長(zhǎng)，兩端電壓差異不大，則能夠進(jìn)一步將電壓波動(dòng)與相關(guān)因素之間的等式關(guān)系簡(jiǎn)化，得出線路段注入的無(wú)功功率、有功功率變化時(shí)，電壓發(fā)生波動(dòng)。并且，線路電抗和電阻因素也是導(dǎo)致電壓波動(dòng)的原因。在電網(wǎng)實(shí)際線路中，電抗中的系統(tǒng)等值電抗所占比重較大，而系統(tǒng)等值電抗又與短路容量成反比例關(guān)系，所以系統(tǒng)電源等值阻抗減小時(shí)，短路容量增大，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)電網(wǎng)電壓造成的波動(dòng)程度就越小[3]。

配電網(wǎng)電壓波動(dòng)與分布式風(fēng)電滲透率之間存在一定的關(guān)系，利用外網(wǎng)線路等值方法，在供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，分布式電源在單位功率下運(yùn)行，配電網(wǎng)電壓波動(dòng)和分布式風(fēng)電滲透率之間存在一定的等式關(guān)系，經(jīng)分析得出，分布式電源的輸出功率，將會(huì)對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓造成直接影響，滲透率和并網(wǎng)點(diǎn)電壓存在一定的聯(lián)系[4]。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，分布式風(fēng)電場(chǎng)介入配線系統(tǒng)后，會(huì)對(duì)配電網(wǎng)電壓造成一定的影響，造成電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，影響整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。為了更好的促進(jìn)分布式風(fēng)電場(chǎng)在配線系統(tǒng)中的應(yīng)用，對(duì)配電網(wǎng)電壓受分布式發(fā)電的影響情況展開了分析，通過(guò)推理出影響配電網(wǎng)電壓的因素，進(jìn)一步了解分布式風(fēng)電對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響情況，以促進(jìn)有效的應(yīng)對(duì)措施的制定和實(shí)施，更好的發(fā)揮出分布式風(fēng)電場(chǎng)的環(huán)保、清潔、經(jīng)濟(jì)性好、運(yùn)行可靠等優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)我國(guó)風(fēng)電領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]時(shí)鐘. 主動(dòng)配電網(wǎng)中分布式電源優(yōu)化配置研究[D].上海電機(jī)學(xué)院，2019.

[2]張睿. 分散式風(fēng)電接入對(duì)配電網(wǎng)暫態(tài)電壓影響[D].長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)，2018.

[3]張家熙，李德鑫.分布式風(fēng)電場(chǎng)對(duì)配電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響[J].吉林電力，2017，45（01）：24-27.

[4]禹華軍，牟金善，潘三博.分布式風(fēng)電對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響[J].上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，19（03）：176-181.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院）