基于分布式發電輸出電流比例控制降低配電網損耗的方法研究

摘 要：本文針對簡單放射狀配電網接入分布式電源后的主干線電流與電壓變化情況進行了研究，討論了負荷均勻分布和非均勻分布兩種情況，建立了了電流與電壓變化的數學模型。并討論了當分布式發電輸出電流與負荷電流存在實數k的比例關系時，電流的網損和電壓偏移變化情況，并給出了比例系數的求解方法。為進一步研究如何控制分布式發電降低網絡損耗提供了研究基礎。

關鍵詞：分布式發電；比例控制；網損

中圖分類號：TM741 文獻標識碼：A

本文嘗試以含分布式電源的低壓配電網為研究對象，研究通過控制分布式電源輸出電流對低壓配電網電壓、網損的影響規律，建立數學模型并提出控制分布式發電的方法，以實現配電網運行優化。

1 簡單系統分析

配電網絡的拓撲分析是根據配電電氣元件的連接關系，把整個配電網絡看成線與點結合的拓撲圖，然后根據電源結點、開關結點等進行整個網絡的拓撲連線分析。配電網的一次接線可采用樹干式接線、放射式接線及環網式等接線方式。為便于討論，本文以簡單放射狀配電網結構為研究對象。建立其配電網結構拓撲圖如圖1所示：

1.1 負荷均勻分布

聯立方程（3）和方程（4），當接入分布式電源后，電流表達式為：

（5）

1.2 負荷非均勻分布

（1）節點電壓

2 系統網損和電壓偏差

當加入分布式電源后，配電的節點類型也隨之增加，增加的類型數取決于分布式電源的種類和接入方式。如有功功率恒定，電流恒定的PI節點；有功功率恒定，無功功率受有功功率和電壓限制的PQ（V）節點等。根據分布式電源接入配電網后的運行特性，本文將接入配電網中的分布式電源視為有功功率恒定，無功功率受有功功率和電壓限制的PQ類型，并設定負荷只向系統發出能量，建立一個分布式發電接入處的簡單電力系統模型如圖2。

對于包含N個節點的15kV配電網，當接入分布式電源后，節點電壓會發生改變。當需要判定線路中每個節點的電壓偏移是否越限，只需計算出所有節點中最大的電壓偏移值，即：

當，則可判定接入分布式電源符合標準

3 仿真分析

現假設于線路節點5處接入分布式發電，輸出電流值為 。如果分布式電源輸出電流和負荷電流之間存在比例實數k，使得當 時，能夠減小系統網絡損耗，那么根據公式（5）計算主干線兩相鄰節點間流過電流即能夠確定k值。

3.1 系統損耗

4 結論

本文總結了分布式電源接入配電網后對系統主干線電流和節點電壓的影響，通過分析負荷均勻分布和負荷非均勻分布兩種情況，推導了配電系統主干線電流和節點電壓表達式。并進一步研究推導了通過控制分布式電源輸出電流與負荷電流比例以實現降低網絡損耗的方法，并通過仿真運算驗證了推導結果。文中所提控制方法能有效地確定接入分布式發電的輸出電流與負荷電流的比例系數，從而實現降低網絡損耗的運行優化目的，并為下一步繼續研究分布式電源接入復雜配電網系統的規律提供了基礎。

參考文獻

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作者簡介：

符勇軍（1991.10～），男，湖南懷化人，苗族，本科，研究方向：機械或者電子類。