分布式風電對配電網(wǎng)電壓的影響

劉丹

摘要：社會工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)速度加快，人們在生產(chǎn)生活中對能源的需求增加，所以我國開始大力支持風力發(fā)電，風力發(fā)電屬于可再生能源，對社會經(jīng)濟與環(huán)境的持續(xù)發(fā)展有積極的促進作用。基于此，近年來我國開始加大風場的建設與開發(fā)力度，為了進一步促進風電場建設效率和現(xiàn)代化程度的提升，對分布式風電對配電網(wǎng)電壓的影響展開了研究，以促進電力領域的長足發(fā)展。

關鍵詞：分布式風電;配電網(wǎng);電壓

分布式風電場具有發(fā)電方式靈活、環(huán)境效益好等優(yōu)勢，是促進風電資源進一步開發(fā)的可行之策。對于分布式風電場接入的配電網(wǎng)系統(tǒng)，其風電功率有所波動，一旦配電網(wǎng)出現(xiàn)故障，風機的故障穿越特性，會導致配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性受到影響。因此，提高分布式風電場的的穩(wěn)定性，避免配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障，是應用分布式風電場過程中需要考慮的重點因素。

一、分布式發(fā)電簡析

分布式發(fā)電的功率處于幾十千瓦到幾十兆瓦之間，是一種分布在負荷附近的發(fā)電設施，具有清潔、環(huán)保的優(yōu)勢，能實現(xiàn)可靠、高效以及經(jīng)濟發(fā)電。目前在風電項目中分布式電源主要有太陽能光伏發(fā)電、風力發(fā)電、微型燃氣輪機發(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，沒有了高壓電網(wǎng)遠距離傳輸?shù)谋匾裕跃€路建設成本得以降低。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，對配電網(wǎng)供電的潮流、短路電流和網(wǎng)絡供電可靠性與經(jīng)濟性都造成影響，因此應用分布式發(fā)電時，應重點針對以上問題進行分析，以促進分布式發(fā)電在配電網(wǎng)中的更好應用，更好的發(fā)揮出分布式發(fā)電的優(yōu)勢，提高供電網(wǎng)絡的可靠性和安全性[1]。

二、分布式風電對配電網(wǎng)電壓的影響

目前已有不少文獻中論述了分布式風電對電網(wǎng)電壓的影響，通過對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)電壓情況進行研究，得出相關影響因素，據(jù)此得出控制方法。除此之外，進行風電導致電網(wǎng)電壓波動和閃變的研究，發(fā)現(xiàn)風電導致電網(wǎng)電壓波動較大、閃變較為嚴重，然后選擇適合的電壓等級、電路電抗、電阻比以及并網(wǎng)點，能夠實現(xiàn)對電壓波動和閃變的有效控制。并且，短路比與剛性率是評估配電網(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，對不同類型分布式電源對電網(wǎng)電壓的影響情況展開分析，發(fā)現(xiàn)逆變型和旋轉型分布式電源對電網(wǎng)電壓產(chǎn)生的影響不同。隨后，對分布式電源在發(fā)電波動、啟停過程中對電網(wǎng)電壓的影響進行分析，以及接入分布式電源以后，配電網(wǎng)電壓的波動情況。分布式風電穿透功率與電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性有一定的關聯(lián)，當分布式風電接入線路中后，利用戴維南等值，得出分布式風電電網(wǎng)節(jié)點的簡化模型，能夠推導出分布式風電滲透率與電網(wǎng)負荷節(jié)點電壓之間的關系[2]。

對線路段有功于無功功率與電壓波動之間的關系進行分析，得出系統(tǒng)有功功率、吸收的無功功率、額定電壓、線路電阻、電抗之間有一定的關系，能夠推導出電壓波動值。從實際情況的分析來看，風力發(fā)電機組并網(wǎng)線路不長，兩端電壓差異不大，則能夠進一步將電壓波動與相關因素之間的等式關系簡化，得出線路段注入的無功功率、有功功率變化時，電壓發(fā)生波動。并且，線路電抗和電阻因素也是導致電壓波動的原因。在電網(wǎng)實際線路中，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系，所以系統(tǒng)電源等值阻抗減小時，短路容量增大，風力發(fā)電機組對電網(wǎng)電壓造成的波動程度就越小[3]。

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

三、結束語

綜上所述，分布式風電場介入配線系統(tǒng)后，會對配電網(wǎng)電壓造成一定的影響，造成電網(wǎng)電壓的波動，影響整個電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。為了更好的促進分布式風電場在配線系統(tǒng)中的應用，對配電網(wǎng)電壓受分布式發(fā)電的影響情況展開了分析，通過推理出影響配電網(wǎng)電壓的因素，進一步了解分布式風電對配電網(wǎng)電壓的影響情況，以促進有效的應對措施的制定和實施，更好的發(fā)揮出分布式風電場的環(huán)保、清潔、經(jīng)濟性好、運行可靠等優(yōu)勢，促進我國風電領域的進一步發(fā)展。

參考文獻：

[1]時鐘. 主動配電網(wǎng)中分布式電源優(yōu)化配置研究[D].上海電機學院，2019.

[2]張睿. 分散式風電接入對配電網(wǎng)暫態(tài)電壓影響[D].長春工業(yè)大學，2018.

[3]張家熙，李德鑫.分布式風電場對配電網(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.分布式風電對配電網(wǎng)電壓的影響[J].上海電機學院學報，2016，19（03）：176-181.

（作者單位：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學研究院）