淺析分布式新能源電網承載力計算

肖蕾 劉亮 杜濤

國網湖北省電力有限公司孝感供電公司 湖北孝感 432000

1 背景及意義

近年來，在國家有關政策的鼓勵和扶持下，我國分布式光伏呈現出“點多面廣、局部高密度并網”的高速發展態勢[1]。

電網作為大型基礎設施，從規劃決策到建成投產的周期較長，遠遠大于分布式光伏電站的建設周期。因此，在安排分布式光伏開發計劃布局時，應充分考慮電網建設合理工期，在既定電網網架的基礎上，充分考慮既定電網的接納能力，有序、合理地接入[2]。

2 分布式新能源承載力計算

2.1 熱穩定評估

熱穩定評估指基于變壓器、線路的歷史負載時序，以變壓器或線路熱穩定不越限為原則，評估分布式光伏可新增容量裕度。首先，計算歷史各時刻點變壓器和線路的反向負載率，t 時刻的反向負載率 ( )tλ ，按以下公式計算：

接著，評估變壓器或線路供電范圍內可新增分布式光伏容量Pm，按以下公式計算：

2.2 電壓偏差校核

電壓偏差校核以無功功率就地平衡和分布式光伏接入前后電網電壓不越限為原則，待校核容量（mP ）的分布式光伏接入后導致的各級母線電壓偏差按以下公式計算：

式中：UN為各級母線額定電壓；分別為分布式光伏注入的有功功率和無功功率增量；分別為電網阻抗的電阻和電抗分量；在高壓電網中，一般，可忽略電網電阻分量，則：

式中：scS 為母線小方式短路容量；國標《分布式電源并網技術要求》規定分布式光伏功率因素調節范圍為0．98（超前）-0．98（滯后），可據此估算無功注入量 QΔ 的正負最大值。

根據評估周期內各級母線電壓時序和國家標準《電能質量供電電壓偏差》規定的電壓偏差限值，估算分布式光伏接入導致的正負電壓偏差允許值 U+Δ 和 U-Δ 。然后，按以下公式校核：

式中： Uδ+、 Uδ-為按公式（4）計算得出的正負電壓偏差極值。

2.3 諧波校核

諧波校核以系統中分布式光伏接入電網節點諧波電流值、間諧波電壓含有率不越限為原則。諧波校核須根據現場諧波實測值不超標為原則，見表1。

3 某地級市新能源承載力計算結論

經測算得我國中部地區某地級市各縣市區、各220kV 主變供區分布式光伏可增容量897．87MVA，具體容量如下：A 縣116．05MVA、B 區137．63MVA、C 市283．48MVA、D 市291．78MVA、E 縣10．04MVA、F 縣9．69MVA，G 市49．2MVA。

針對該市地域負荷結構得出結論，分布式光伏接入容量較大的地區均為用電負荷較重、集中式新能源規模不大的地區；

分布式光伏接入容量小的地區，其接入限制因素一是供區用電負荷小，就地消納分布式光伏出力的能力有限；二是集中式新能源規模大，而電網設備額定容量相對固定，分布式光伏的發展空間受壓縮；三是分布式光伏分布不平均，南北多，中部少，各變電站運行方式限制了分布式光伏接入。

針對以上原因，提出提升分布式光伏承載力的解決方案：一是合理引導分布式光伏選址，在用電負荷大的片區建設分布式光伏，滿足就地消納。二是優化運行方式，平衡同一縣市區內不同220kV站片區新能源上網容量[3]。

4 結語

表1 分布式光伏承載力評估等級劃分依據

以上分析可以得出,結合本地區電網實際負荷情況，切實做好分布式新能源電網承載力計算工作，能有效指導本地區電網規劃，建設，優化電網結構，積極消納新能源電能，降低碳排放，為全球環境治理貢獻力量，通過優化電網技術努力實現，中國二氧化碳排放于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 前實現碳中和。