互聯(lián)電網(wǎng)下的分布式電站入網(wǎng)方式

王意

摘要：電力網(wǎng)絡(luò)跨區(qū)域互聯(lián)能有效的緩解電能供需緊張的供電壓力，因此研究互聯(lián)電網(wǎng)有著極其重要的現(xiàn)實意義。本文從動力學角度探討分布式電站入網(wǎng)方式對互聯(lián)電網(wǎng)的運行穩(wěn)定性問題。實驗仿真結(jié)果表明，當分布式電站接在互聯(lián)電網(wǎng)中大子網(wǎng)的小度負荷節(jié)點時，互聯(lián)電網(wǎng)同步性能最好。

關(guān)鍵字：互聯(lián)電網(wǎng);動力學;分布式電站入網(wǎng);同步

1 前言

目前，國內(nèi)已經(jīng)建成了跨區(qū)域互聯(lián)的電網(wǎng)，將豐富的電能源輸通過聯(lián)絡(luò)線送到電力供需緊張的區(qū)域，緩解此區(qū)域的供電壓力，從而實現(xiàn)不同電網(wǎng)之間的電力資源的互補。過去，通過燃燒化石來產(chǎn)生電能，這種產(chǎn)生電能的方式不僅污染空氣，還減少了不可再生能源量，于是人們把眼光投向了清潔能源，日益增加了對清潔能源的需求，這一方面節(jié)約了不可再生能源，提升了環(huán)保效益，另一方面由于清潔能源位置分散，降低了大停電事故的發(fā)生概率，提升了電力系統(tǒng)運行可靠性[1-3]。本文在無權(quán)無向的互聯(lián)電網(wǎng)上比較分布式電站（DG）以不同方式入網(wǎng)時互聯(lián)電網(wǎng)的運行情況，此研究對分布式電站入網(wǎng)有一定的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

2 電網(wǎng)動力學模型

常利用二階類Kuramoto模型[4-6]分析電網(wǎng)的同步性能，其模型如下：

式中，θi為節(jié)點i的相位，ωi為節(jié)點i的頻率，Pi為節(jié)點i的功率，K為節(jié)點間的耦合強度，α為損耗參量，A=（aij）反映整個電網(wǎng)中節(jié)點間的連接情況，假定節(jié)點i和節(jié)點j之間沒有建立線路連接，則aij=0，反之a(chǎn)ij=1。

電網(wǎng)正常運行時的工作頻率為50HZ或60HZ。

3 仿真結(jié)果

電力系統(tǒng)研究者常采用IEEE系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的測試數(shù)據(jù)。本文以IEEE57-

IEEE14組成的區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)為例討論不同DG入網(wǎng)時的電網(wǎng)同步能力。IEEE57和IEEE14之間用5條邊連接。首先將DG分別連在IEEE57系統(tǒng)中的大度負荷節(jié)點和小度負荷節(jié)點上，討論DG連在哪類節(jié)點上時互聯(lián)電網(wǎng)的同步能力最強。

一般用臨界耦合強度KC來衡量電網(wǎng)的同步性能，KC值越小，電網(wǎng)越容易同步，從圖1可以看出，DG無論連在大度負荷節(jié)點還是小度負荷節(jié)點上，KC值會隨著分布電站個數(shù)NDG的增多而減少，同步能力逐漸增強。增加相同的DG數(shù)量NDG時，DG連在互聯(lián)電網(wǎng)中的小度負荷節(jié)點上的臨界耦合強度KC值比連在大度負荷節(jié)點上的小，體現(xiàn)出DG連在小度負荷節(jié)點上的同步能力強。比較這兩種連接方式，互聯(lián)電網(wǎng)中DG連在小度負荷節(jié)點這一入網(wǎng)方式同步性能最優(yōu)。

接著，討論DG連在哪類子網(wǎng)時的互聯(lián)電網(wǎng)同步能力最好。采用前面的實驗結(jié)論， DG通過小度負荷節(jié)點分別并入大子網(wǎng)IEEE57系統(tǒng)和小子網(wǎng)IEEE14系統(tǒng)，觀察這兩種方式下的互聯(lián)電網(wǎng)同步能力，實驗仿真結(jié)果如圖2所示。

觀察圖2，發(fā)現(xiàn)在同一個NDG下，KC_IEEE14 < KC_IEEE57，這表明DG連在大子網(wǎng)IEEE57時的互聯(lián)電網(wǎng)越容易同步，同步能力最好。

4 總結(jié)

本文首先探討了DG以哪類節(jié)點入網(wǎng)時互聯(lián)電網(wǎng)的同步能力最強，得到了DG連在小度負荷節(jié)點時的互聯(lián)電網(wǎng)同步性能最好，接著討論了DG通過小度負荷節(jié)點分別并入大子網(wǎng)IEEE57系統(tǒng)和小子網(wǎng)IEEE14系統(tǒng)時的同步性能問題，發(fā)現(xiàn)DG連在大子網(wǎng)IEEE57時的互聯(lián)電網(wǎng)同步能力最好。

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