分布式電源并網(wǎng)對(duì)供電電壓質(zhì)量的影響分析

唐墨力

摘 要：如何在分布式電源并網(wǎng)產(chǎn)生的積極影響和消極影響間尋求平衡是目前電力企業(yè)急需解決的問題。在此背景下，本文針對(duì)分布式電源并網(wǎng)對(duì)供電電壓質(zhì)量的影響展開研究，為供電企業(yè)合理的進(jìn)行分布式電源并網(wǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞：分布式電源；并網(wǎng)；配電網(wǎng)；電壓質(zhì)量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.145

0 前言

分布式電源顧名思義是非集中式的發(fā)電方式，其通常接近電力終端用戶，以太陽能、天然氣等清潔或可再生能源為發(fā)電動(dòng)力，理論上具有提升供電可靠性和提升電網(wǎng)防災(zāi)能力的作用，但由于其選用的動(dòng)力能源較不穩(wěn)定，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量產(chǎn)生影響。

1 分布式電源并網(wǎng)影響供電電壓質(zhì)量的原因分析

分布式電源使用的新型能源或清潔能源具有較顯著的不穩(wěn)定性，這直接導(dǎo)致分布式電源發(fā)電功率具有較明顯的波動(dòng)性和不可控性，在分布式電源并網(wǎng)后，配電網(wǎng)注入功率的大小會(huì)發(fā)生變化，如果將接入分布式電源的電路表示成圖1，由于通常并網(wǎng)接入點(diǎn)電壓變化的大小可以通過計(jì)算獲取，其中代表線路上的電流變化量，代表從并網(wǎng)接入點(diǎn)看過去的戴維南電網(wǎng)等效阻抗；而又可以表示為，其中j代表并網(wǎng)后的調(diào)整系數(shù)，和分別代表電網(wǎng)的阻抗角和并網(wǎng)接入點(diǎn)的功率因數(shù)角，代表并網(wǎng)引起的功率波動(dòng)，所以推導(dǎo)出利用可計(jì)算獲得并網(wǎng)接入點(diǎn)電壓變化的大小，其中U代表分布式電源并入配電網(wǎng)接入點(diǎn)的額定電壓；SK代表并網(wǎng)接入點(diǎn)位置的短路容量；代表分布式電源向配電網(wǎng)注入的功率波動(dòng)范圍；[1]。考慮到配電線路通常較短，而且兩端相位移并不大，所以在計(jì)算的過程中往往會(huì)舍去電壓變化垂直分量，只針對(duì)其水平分量進(jìn)行分析，這就導(dǎo)致分布式電源并網(wǎng)后，SK、、和成為每個(gè)分布式電源影響供電電壓質(zhì)量的重要因素。通常情況下，SK與網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度呈正相關(guān)性、與電壓幅度之間并無明顯的相關(guān)性，但在其處于上限時(shí)，電壓變化率也達(dá)到峰值；在規(guī)范建設(shè)下，和對(duì)供電電壓的影響得到較好的控制。考慮到在電壓較低的配電網(wǎng)中接入分布式電源產(chǎn)生的電抗非常小，所以真正對(duì)供電電壓質(zhì)量產(chǎn)生的因素是有功功率的波動(dòng)。

2 分布式電源并網(wǎng)對(duì)供電電壓質(zhì)量產(chǎn)生影響的體現(xiàn)與對(duì)策

在確定分布式電源并網(wǎng)所引起的有功功率波動(dòng)是影響供電電壓質(zhì)量的最主要因素的前提下，筆者對(duì)其具體的影響進(jìn)行了仿真模擬，圖2和圖3是仿真簡(jiǎn)圖。

2.1 不同類型分布式電源并網(wǎng)對(duì)供電電壓質(zhì)量的影響

燃料電池、光伏電池、雙饋感應(yīng)風(fēng)機(jī)、蓄電池等類型的分布式電源在并入配電網(wǎng)后，由于其有功功率波動(dòng)較小，所以并不會(huì)對(duì)供電電壓產(chǎn)生明顯的消極影響，反而對(duì)供電電壓質(zhì)量起到一定的支撐作用，而控制型異步風(fēng)機(jī)的應(yīng)用起到的效果卻完全相反，此時(shí)要保證供電電壓的質(zhì)量，需要在配電網(wǎng)中合理的設(shè)置無功補(bǔ)償裝置，降低影響程度[2]。

2.2 分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)電壓變化的影響

在燃料電池形式的分布式電源與配電網(wǎng)并網(wǎng)后，其具有的倒流效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致其饋線后端的節(jié)點(diǎn)電壓相比前端節(jié)點(diǎn)明顯提升。需要注意的是，不同類型的分布式電源對(duì)配電網(wǎng)電壓變化的硬性程度也存在差異，所以在具體分析的過程中，要結(jié)合分布式電源具體設(shè)置的位置、類型、容量等進(jìn)行確定。

2.3 分布式電源混合分布對(duì)供電電壓質(zhì)量的影響

在配電網(wǎng)中如果接入的分布式電源是異步型風(fēng)機(jī)以外的類型，其可以有效的降低配電網(wǎng)的網(wǎng)損，如果在配電網(wǎng)中異步型風(fēng)機(jī)，造成配電網(wǎng)網(wǎng)損不斷提升時(shí)，通過接入其他類型的分布式電源可以起到較好的無功功率補(bǔ)償效果，降低電網(wǎng)損失，換言之將分布式電源混合與配電網(wǎng)并網(wǎng)可以在一定程度上起到減小分布式電源對(duì)供電電壓質(zhì)量消極影響的效果[3]。

3 結(jié)論

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，分布式電源并網(wǎng)，會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量產(chǎn)生影響，威脅電力用戶電器設(shè)備的安全，但可以結(jié)合分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響特征，探索有效的電壓質(zhì)量治理措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐群.分布式電源并網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的影響分析與評(píng)估[D].華北電力大學(xué)，2012.

[2]高杰.分布式電源并網(wǎng)對(duì)供電可靠性的影響分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（17）：175.

[3]張世豪.分布式電源對(duì)配網(wǎng)供電電壓質(zhì)量的影響[J].科技與創(chuàng)新，2016（16）：138.