分布式新能源發(fā)電對配電網(wǎng)電壓影響研究

王志芳

摘要：正是基于分布式電源的應(yīng)用和處理，實現(xiàn)了配電系統(tǒng)從無源網(wǎng)絡(luò)體系轉(zhuǎn)變?yōu)橛性淳W(wǎng)絡(luò)模式的目標(biāo)，同時其運行過程會對配電網(wǎng)的安全形成作用。為了有效提升兩者協(xié)同管理的實效性，合理性落實分布式電源和配電系統(tǒng)并網(wǎng)處理工作較為關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電;可再生能源;電壓分布

近年來，分布式光伏領(lǐng)域發(fā)展十分迅速，逐漸廣泛地運用于中國的電力工業(yè)中。把分布式光伏科學(xué)合理地接入到配電系統(tǒng)中，可以有效地提升配電系統(tǒng)的光伏容量。事實上，分布式光伏既會給配電系統(tǒng)帶來較好的影響，也會對配電系統(tǒng)帶來不好的影響。因而，有必要對分布式光伏接入配電系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)優(yōu)化策略進(jìn)行較為深入的探究，以便不斷提升配電系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)效率。

1分布式電源概述

1.1內(nèi)涵

分布式電源主要指的就是基礎(chǔ)功率參數(shù)為數(shù)千瓦到50兆瓦的小型模塊式獨立電源，且電源能實現(xiàn)和周圍環(huán)境的兼容處[1]。需注意，分布式電源最大的特點就是自身的電源體系規(guī)模較小，并且能更加貼近用戶，從而建立完整的負(fù)荷供電機(jī)制和電能輸出機(jī)制，在一定程度上提升電能管理工作的綜合效率。

1.2分類

第一，風(fēng)力發(fā)電主要是結(jié)合風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電處理，是目前市場中技術(shù)較為成熟且規(guī)模化商用的發(fā)電技術(shù)模式。主要是在風(fēng)力作用下，實現(xiàn)風(fēng)輪機(jī)葉片上轉(zhuǎn)矩的控制，確保能推動輪轂裝置，正是借助齒輪箱高速軸、剎車盤以及異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接作用實現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電。第二，太陽能光伏發(fā)電主要利用的是半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)實現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪繕?biāo)。例如，我國敦煌8000kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)順利建成，能實現(xiàn)并網(wǎng)光伏處理工作，裝機(jī)容量達(dá)到8000kW，年均發(fā)電量實現(xiàn)1.28×107kW。此外，我國深圳已經(jīng)建成的國際園林花卉博覽園標(biāo)志性屋頂能實現(xiàn)發(fā)電總量1MW的目標(biāo)，和深圳電網(wǎng)并網(wǎng)運行，年送電量達(dá)到1.00×107kW，系統(tǒng)自身配置了24個容量從2.5～90kW不等的逆變器結(jié)構(gòu)，有效降低了成本，也能建立自動控制機(jī)制。第三，微型燃?xì)廨啓C(jī)是借助天然氣、甲烷等燃料形成的超小型燃?xì)廨啓C(jī)，能將滿負(fù)荷運行效率控制在30%，真正建立熱電聯(lián)產(chǎn)的運行模式，整體效率也能優(yōu)化75%左右。微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)應(yīng)用的過程中，開始借助高周波交流電配以高壓直流電，有效實現(xiàn)交流電的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)速達(dá)到50000～120000r/min。

2分布式光伏接入對配電系統(tǒng)產(chǎn)生的影響

2.1對節(jié)點電壓偏差的影響

分布式光伏對電力系統(tǒng)節(jié)點電壓偏差產(chǎn)生影響主要和分布式光伏安裝的位置、容量和連接點電壓調(diào)節(jié)大小、電力輸送線路的性能等方面有著很大的關(guān)系。根據(jù)有關(guān)研究，在開放式電力系統(tǒng)中，分布式光伏對節(jié)點電壓偏差的影響是由位置、容量、電力輸送線路等決定的，在單點接入與多點接入這二種分布式光伏連接的方式中，運用電抗器補償、安裝補償裝置等手段可以有效地處理節(jié)點電壓偏差較大的問題。在節(jié)點開放式配電系統(tǒng)中，從位置、容量以及輸電線路這三個角度進(jìn)行探究，可以使用安裝電壓調(diào)節(jié)設(shè)備或者對光伏逆變器的運轉(zhuǎn)方式進(jìn)行管控的手段來處理以上問題。

2.2對線路傳輸損耗的影響

當(dāng)分布式光伏連接到電力輸送線路末端節(jié)點處的時候，如果分布式光伏的有功輸出功率在逐漸增大，那么負(fù)載變化對電力輸送線路的損耗產(chǎn)生的影響也在不斷變大。

2.3對其他方面的影響

雷電、大雨等惡劣氣候條件的影響、人為因素的影響、分布式光伏接入配電系統(tǒng)中有并網(wǎng)、解網(wǎng)以及輸出功率變化較大等狀況時，均會易致使電力系統(tǒng)節(jié)點處的電壓發(fā)生閃爍與變動。為了把分布式光伏連接到電力系統(tǒng)中，需要運用許多電力設(shè)備，并且分布式光伏器件里面的高頻開關(guān)元件經(jīng)常打開和關(guān)閉，因而在接近高頻開關(guān)元件的頻數(shù)時很容易產(chǎn)生諧波分量，進(jìn)而使得電力系統(tǒng)中存在許多諧波。為了使輸出的功率達(dá)到最大，在分布式光伏連接的電力系統(tǒng)中，通常會運用最大功率點跟蹤算法的辦法，當(dāng)然這也會使得諧波受到污染[5]。當(dāng)分布式光伏的輸出有功功率進(jìn)入穩(wěn)定的狀況下，其總會在最大功率數(shù)值上下來回波動變化，這會使轉(zhuǎn)換器中輸出的直流電壓也有諧波分量產(chǎn)生，從而在并網(wǎng)交流中將諧波引進(jìn)。

3分布式光伏接入的配電系統(tǒng)運行優(yōu)化策略

把分布式光伏連接到電力系統(tǒng)中，可以較好地提升電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性能、減小電力線路傳送產(chǎn)生的損失、減少環(huán)境污染、緩解電力供應(yīng)壓力、提升電力供應(yīng)的安全性以及穩(wěn)定性。但是，如果分布式光伏連接不遵循科學(xué)、合理的原則，就會使電力系統(tǒng)產(chǎn)生諧波污染、電壓偏差過大、經(jīng)濟(jì)利潤降低等不好的影響，因而有必要對分布式光伏的最佳連接方式與配置模型進(jìn)行仔細(xì)探究，尋找到最優(yōu)的求解辦法，進(jìn)而為分布式光伏接入到配電系統(tǒng)中的方法設(shè)計提供較好的借鑒。

3.1分布式光伏接入的配電系統(tǒng)的隨機(jī)波動性剖析

基于基礎(chǔ)的統(tǒng)計學(xué)原理，分析和統(tǒng)計分布式光伏接入的電力系統(tǒng)的隨機(jī)波動性的特征，并對正態(tài)分布性曲線以及隨機(jī)特征分布曲線進(jìn)行測驗，把分布式光伏連接的電力系統(tǒng)的隨機(jī)特征分布狀況概括出來。對環(huán)境溫度、輻射強度以及風(fēng)的方向等對分布式光伏產(chǎn)生影響的外部因素挨個進(jìn)行方差分析，進(jìn)而找到每個影響因子對分布式光伏產(chǎn)生影響的方差，并相互比較。

3.2應(yīng)用算法優(yōu)化

為了提升全面分析分布式電源與配電系統(tǒng)并網(wǎng)運行實效性，結(jié)合遺傳算法的處理方式實現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)。第一，選取適應(yīng)度函數(shù)，結(jié)合約束條件以及編碼方案完成滿足處理，確保函數(shù)應(yīng)用運行實效性得以體現(xiàn)，并且全面整合處理，保證控制流程的綜合效果。第二，要對算法的其他環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計。首先，要選取適宜的算子，利用比例選擇機(jī)制以及最優(yōu)保存策略提升控制的合理性和規(guī)范性，優(yōu)化項目的應(yīng)用模式和處理價值。其次，要判定交叉算子和變異算子，利用基本位變異處理方式選擇控制要點。最后，按照“初始化處理→選擇運算→交叉運算→變異運算→個體評價→終止條件判斷”的流程完成對應(yīng)的計算和分析。

3.3通過調(diào)節(jié)有功功率優(yōu)化分布式光伏接入的配電系統(tǒng)的確定性

應(yīng)當(dāng)根據(jù)電力系統(tǒng)減少電力能源損耗效果理想的三分之二原則，把電力系統(tǒng)的損耗最小化設(shè)置為目標(biāo)，對分布式光伏接入的配電系統(tǒng)并網(wǎng)的位置確定和容量確定進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到太陽能可以在原先的配電系統(tǒng)中主動并網(wǎng)。在符合穩(wěn)定狀況的要求下，即便電力系統(tǒng)中的每個節(jié)點都達(dá)到了極限并網(wǎng)的條件，對分布式光伏連接的電力系統(tǒng)的節(jié)點的有功功率進(jìn)行合理的配置，進(jìn)而達(dá)到優(yōu)化分布式光伏連接的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的目標(biāo)。

4結(jié)語

社會發(fā)展與電力行業(yè)的關(guān)系越來越密切，隨著電力使用者的需求向多元化方向發(fā)展，他們對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)也有著更高的要求，分布式光伏的應(yīng)用已經(jīng)成為未來電力系統(tǒng)改造完善的大趨勢。因而應(yīng)當(dāng)提出分布式光伏接入的配電系統(tǒng)的優(yōu)化策略，提升電力系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)質(zhì)量和穩(wěn)定安全性能。

參考文獻(xiàn)

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