含DG的配電網(wǎng)靜態(tài)電壓影響研究

范 宇，廖家俊，王 星

(四川電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，成都 611133)

含DG的配電網(wǎng)靜態(tài)電壓影響研究

范 宇，廖家俊，王 星

(四川電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，成都 611133)

在DG出現(xiàn)以前，配電網(wǎng)是一種放射狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)。DG并網(wǎng)以后，配電系統(tǒng)從根本上發(fā)生了改變，從一個單電源系統(tǒng)，變?yōu)橐粋€遍布小電源的網(wǎng)絡(luò)，因此，必須對引入分布式電源后的配電網(wǎng)進(jìn)行分析，采取必要的措施來抑制諧波。

DG;分布式電源;配電網(wǎng);電壓;影響;算例分析

1 研究意義

電力工業(yè)是關(guān)系國計民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。近年來，我國GDP以年增長率8%以上的速度持續(xù)快速增長。據(jù)預(yù)計，未來15 a內(nèi)，我國用電需求將每年遞增5% ～6%，預(yù)測到2010年和2020年我國發(fā)電裝機容量將分別達(dá)到710 GW和1100 GW。而我國電力負(fù)荷需求的2/3分布在京廣鐵路線以東地區(qū)，而這些地區(qū)能源資源相對匱乏，經(jīng)濟發(fā)展與能源資源配置不平衡的矛盾十分嚴(yán)重。分布式發(fā)電接入電網(wǎng)可以緩解電網(wǎng)夏季和冬季峰荷的巨大壓力，國內(nèi)外分布式發(fā)電的實例應(yīng)用表明，分布式發(fā)電能夠減少電網(wǎng)建設(shè)的投資，降低能耗，提高系統(tǒng)安全性和靈活性。

在DG出現(xiàn)以前，配電網(wǎng)是一種放射狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)，DG并網(wǎng)以后，配電系統(tǒng)從根本上發(fā)生了改變。從一個單電源系統(tǒng)，變?yōu)橐粋€遍布小電源的網(wǎng)絡(luò)，DG并網(wǎng)運行(Interconnection and Parallel Operation)是指系統(tǒng)側(cè)有正常電壓時，DG并入電網(wǎng)發(fā)出功率，分布式電源并網(wǎng)后，必然會改變系統(tǒng)中的潮流分布。因此原有的一些運行方式會與新情況產(chǎn)生某種沖突，包括電壓分布及調(diào)整、電能質(zhì)量、穩(wěn)定性等等。電能質(zhì)量是電力用戶比較關(guān)心的問題，DG并網(wǎng)后為電能質(zhì)量帶來不確定因素。一個大容量的DG(包含等值容量較大的DG組)突然并網(wǎng)、退出，往往會引發(fā)諸如電壓驟降、電壓突升、電壓閃變(Voltage Flicker)和短時供電中斷等電能質(zhì)量擾動。DG系統(tǒng)較多采用AC/DC/AC換流設(shè)備，必然會產(chǎn)生大量的整數(shù)次諧波和非整數(shù)次諧波(即間諧波，Inter-harmonics)，因此，必須對引入分布式電源后的配電網(wǎng)進(jìn)行分析，采取必要的措施來抑制諧波。

2 配電網(wǎng)交替迭代潮流算法

配電網(wǎng)一般開環(huán)運行，呈輻射狀。配電網(wǎng)交替迭代潮流算法主要以輻射型樹狀網(wǎng)絡(luò)為研究對象，其潮流計算的基本模型是：已知量是饋線端電壓U0和各負(fù)荷功率PK+jQK(K=1，2，3，…，n)，待求量是各線路的潮流(K=0，1，2，…，n-1)和各負(fù)荷點電壓UK(K=1，2，3，…，n)。

而采用穩(wěn)定性較好的交替迭代算法，克服了配電網(wǎng)常規(guī)潮流計算按規(guī)律對節(jié)點和支路進(jìn)行編號、將網(wǎng)絡(luò)等效成標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)等不足，此法主要的優(yōu)點是計算速度快、收斂性好，易于編程，適用于配電網(wǎng)無功優(yōu)化控制的調(diào)用。

3 基于算例分析DG對配電網(wǎng)電壓等的影響

3.1 算例分析

算例1：為了便于比較，本文首先采用如圖1的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1，節(jié)點負(fù)荷見表2。

圖1 原配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

起點 終點 電阻R/Ω 電抗X/Ω 1 2 0.092 0.047 2 3 0.090 0.049 2 7 0.103 0.101 7 8 0.050 0.100 8 9 0.200 0.200 9 10 0.230 0.210 7 13 0.131 0.104 9 14 0.210 0.180 3 4 0.120 0.106 4 5 0.100 0.090 5 6 0.201 0.199 3 11 0.110 0.130 11 12 0.300 0.200 11 15 0.222 0.230 5 16 0.230 0.240

假設(shè)各節(jié)點初始電壓為10 kV，計算精度為10-2，以交替迭代算法經(jīng)過6次迭代后收斂。

表2 節(jié)點負(fù)荷計算成果表

算例2：將分布式電源接入16號節(jié)點之后，節(jié)點編號為17號，其參數(shù)如下：

假設(shè)各節(jié)點初始電壓為10 kV，計算精度為10-2，以交替迭代算法經(jīng)過7次迭代后收斂。其計算結(jié)果見表3。

表3 接入分布式電源后各節(jié)點電壓(算例2)

3.2 結(jié)果分析

將交替迭代法應(yīng)用于接入分布式電源的輻射狀配電網(wǎng)進(jìn)行配電網(wǎng)的潮流計算。該算法以電壓和線路的功率交替迭代進(jìn)行。在每次迭代中，先計算各節(jié)點的電壓，然后計算每條線路的功率損耗，進(jìn)而求出每條線路的功率。對仿真算例結(jié)果進(jìn)行分析，可得出如下結(jié)論：

1)接入分布式電源后，配電網(wǎng)各節(jié)點電壓均提高。

比較算例1和算例2的計算結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)，配電網(wǎng)在接入分布式電源之后，各節(jié)點的電壓均比未接入分布式電源時有所升高。

2)分布式電源接入點不同，對電壓的影響不同。

配電網(wǎng)接入的分布式電源容量相同，接入?yún)?shù)相同，僅接入點不同。比較結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，各點電壓的變化量均不同。

3)分布式電源的容量不同，對電壓的影響不同。

分布式電源的接入點、接入?yún)?shù)均相同，僅容量不同。比較結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，分布式電源容量越大，各節(jié)點的電壓升高的變化量越大。當(dāng)分布式電源容量超過一定值后，可能會使各點電壓超出可容許的范圍。

［1］梁才浩，段獻(xiàn)忠.分布式發(fā)電及其對電力系統(tǒng)的影響［J］.電力系統(tǒng)自動化，2001，25(12)：53-56.

［2］胡學(xué)浩.分布式發(fā)電(電源)技術(shù)及其并網(wǎng)問題［J］.電工技術(shù)雜志，2004，23(10)：1-5.

［3］王志群，周雙喜.分布式發(fā)電對配電網(wǎng)電壓分布的影響［J］.電力系統(tǒng)自動化，2004，28(16)：56-60.

Research of Effect on Static Voltage for Distribution Network with DG

FAN Yu;LIAO Jia-jun and WANG Xing
(Sichuan Electric Power Professional Technology Institute，Chengdu 611133，China)

The distribution network was a radiating network before the network with DG appeared.The distribution system was changed basically from a single electric source system into a network full of small electric sources.Therefore，the distribution network introduced with distributed electric source must be analyzed and take necessary measures to control the harmonic wave.

DG;distributed electric source;distribution network;voltage;effect;Calculation example

TM712

A

1007-7596(2011)06-0011-02

2011-04-24

范宇(1981-)，男，四川成都人，講師，研究生，研究方向為高壓輸配電線路運行和檢修技術(shù);廖家俊(1979-)，男，四川成都人，助理工程師，從事高壓輸配電線路技術(shù)的研究工作;王星(1984-)，女，四川成都人，助教，研究方向為電網(wǎng)調(diào)度自動化與通信技術(shù)。