分布式發電對配電網電壓分布的影響

郭孔良 國網福建省電力有限公司閩清縣供電公司

目前大多數供電系統供電方式仍然為集中供電，單一的供電中心無法滿足大規模用電穩定、安全需求，且集中供電所造成的環境破壞、資源浪費等都是不可逆的，其供電系統可靠性較差。而采用分布式電源發電，其可直接接入配電網中，為用戶提供清潔、高效的電力[1]。分布式發電以其自身穩定性、高效性受到更多受眾推崇，該發電方式還可提高電網自身智能化水平，提高電力資源利用率，減少資源浪費。

一、關于分布式發電

功率處于幾十千瓦、幾十兆瓦之間的模塊化清潔發電設施被稱為分布式電源，該發電模式和傳統集中式發電模式有明顯區別，采用此發電模式，其規模較小、靠近用戶，可直接向負荷供電或針對用電需求供電，將分布式發電接入電網后，將對輸電網電壓、電能、系統保護、調度等各方面內容造成諸多影響。

二、分布式發電對配電網電壓的影響內容

新時期分布式發電（以下簡稱DG）模式開始進一步推廣，而伴隨分布式電源滲透率提高，企業產生了一些電能問題。

（一）電源接入位置各異

以計算機軟件對分布式發電的接入點分析，發現其在配電網中的接入點不同，則對配網中的電壓分布影響也較大。當DG逐漸靠近母線，其對電壓分布系統的影響也就越小[2]。而將DG接入到線路末尾，可提高對應節點電壓，此電壓可能超出額定電壓，影響用戶正常用電。且對應位置的DG若推出運行系統，會導致線路末端存在重大波動，可能導致出現電壓閃變。將DG接入饋線，線路中會有局部電壓生成。考慮到DG接入線路末節點存在諸多弊端，可將其設計到線路中間位置。

（二）DG容量不同

以計算機建模設DG為恒功率靜態模型，以仿真分析、疊加原理支持，計算饋線電壓，得到未接入、接入DG的佩戴內網饋線各處電壓值[3]。若DG自身容量較大，不同節點電壓也會有所提高，可有效改善電壓效果。若DG超大，反而會大致功率倒流，局部電壓在DG并入位置最大。若接入DG容量不斷增加，超出最大程度后，還會發生電壓越限。若出現電壓越限，需及時降低DG容量，保證線路電壓穩定。

（三）DG滲透率

DG滲透率就接入點會影響配網內電壓均勻性。若DG接入點固定，滲透率將影響電壓的支撐：滲透率提高，其對電壓的支撐效果也就越明顯，電壓分布也就越高。若DG向系統末端移動，配網線路中電壓受滲透率影響也逐漸變大，若DG靠近母線，則其電壓也逐漸減小。故需充分考慮滲透率可能對配網電壓的影響，對電網合理規劃，確保電網運行的充分穩定。

（四）DG功率因數

DG的功率因數受其自身發電方式影響較大，而功率因數超前、滯后等都會對電網電壓造成不同程度影響[4]。實際操作中，可將DG容量、接入點設置固定值，控制其功率因數為變量，以計算機仿真技術分析功率因數對配網電壓分布的影響，得出結論：功率因數從超前變化到滯后，DG也從無功負荷轉為無功電源，饋線無功功率持續下降，其電壓損耗也持續下降，電壓增高。比較超前、滯后分布式電源，發現功率因數超前情況下的DG，其對電壓分布影響相對較小，反觀滯后功率因數的DG，其對線路電壓波動的影響較大。

三、配網電壓優化方式

（一）完善模擬退火優化算法

對配電網電壓優化需先對其電壓合理分析，遺傳算法其局部搜索能力不高，但其整體搜索能力突出，在配網電壓優化方面應用價值突出。但其中模擬退火算法搜索水平較弱，其他方面功能滿足要求，可將遺傳算法和模擬退火算法結合起來，構建新的優化算法，使其在種群生成上優化適應度計算，以選擇、交叉、變異方式，以自適應權重、方式處理多目標函數的優化，大大提高收斂速度及穩定性。DG應用到電網中，可采取變壓器分接頭配合SVC對電壓調節，結合完善歐的模擬退火優化算法，改善線路電壓分布不均，提高電網運行穩定性，也間接提升電網經濟性。

（二）以DEIWО算法實現無功優化

采用入侵雜草算法，其計算簡單且運行效率突出，且該算法的隨機性、自適應性都較強，應用過程中結構簡單、收斂速度快，故可以在各個利于中得到迅速推廣。在配網中應用，該算法也存在一定弊端，如收斂的精度不太滿足要求等，因此，采取差分進化算法對其精度進一步優化，通過IEEE33節點仿真分析系統，以DEIWO算法可確保節點電壓水平實現提高，且并未發生節點電壓越限，使配網系統內的電壓基本和系統的額定電壓保持一致。

（三）МРC電壓優化

配網設置DG對無功、有功電壓調節，新時期研究以模型預測的方式，預分析電網電壓的變化，從而實現對電壓變化的提前處理。采取這種電壓優化方式，可以將各個節點的電壓敏感度計算出來，構建不同節點電壓預測模型，提前了解節點電壓產生得到波動，而后針對MPC滾動優化、反饋修復，充分限制DG隨機波動對電網穩定運行的威脅，實現對電壓的經濟性控制，為后續DG更好的融入電網提供技術支持。

四、結束語

綜上所述，分布式發電對配電網電壓分布的影響的多方面的，故文章介紹分布式電源對配電網電壓影響的主要因素，提出對配電網電壓優化的一些控制方法。新時期分布式電源在國家電網中的應用越開越多，相關產業已經逐漸形成規模化，因此，必須了解分布式發電對配電網電壓分布的影響，結合我國電網現狀，為更好的適應新時期行業發展深入研究，為推動國家電網向智能化、持續性發展提供具有深刻現實意義。