【正文】 為輸電線路中兩端電壓的相位差占比較小 ,可以近似認(rèn)為 ,此時(shí)可近似得出線路電壓和無功功率的關(guān)系。靜止補(bǔ)償器輸出的無功功率可以連續(xù)控制 ,系統(tǒng)電壓越上限時(shí) ,吸收無功 。它分散安裝在幾個(gè)用戶處和一些降壓變壓所的 10kV 或 35kV 母線上 ,使線路的電壓損耗和功率損耗都得到減小。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí) ,可改變無功功率輸出 ,使負(fù)荷電壓保持在允許范圍內(nèi)。3）利用加壓調(diào)壓變壓器調(diào)壓。對(duì)于由發(fā)電機(jī)直接供電的負(fù)荷 ,如果供電線路不長(zhǎng)、電壓損耗不大 ,通過發(fā)電機(jī)調(diào)壓一般就能滿足負(fù)荷的電壓要求。電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的方法 [1 18]: (1)中樞點(diǎn)電壓管理 中樞點(diǎn)是指電力系統(tǒng)中可以反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠和變電站的母線 ,相當(dāng)一部分負(fù)荷都依靠這些母線供電 ,因此一般可以用來代表大部分負(fù)荷的電壓狀態(tài)。而有些用戶的電壓可能是依靠分布式電源支撐的 ,若分布式電源退出運(yùn)行 ,會(huì)另其電壓升高 ,帶來電能質(zhì)量等問題[24]。當(dāng)DG 由消耗無功變?yōu)榘l(fā)出無功時(shí) ,線路的潮流將開始增加 ,線路電壓開始上升 ,當(dāng) DG 發(fā)出的無功功率大于負(fù)荷吸收的無功總量時(shí) ,最大電壓點(diǎn)將出現(xiàn)在 DG所在的節(jié)點(diǎn) ,DG輸出的無功功率越大 ,該節(jié)點(diǎn)的電壓升高越多。設(shè) DG容量為總負(fù)荷的 60%,安裝于節(jié)點(diǎn) 6。綜上所述 ,DG不適宜在末節(jié)點(diǎn)接入系統(tǒng) ,可選擇在線路中間偏末端的位置或位置組合。 DG越接近系統(tǒng)母線 ,如節(jié)點(diǎn) 2,對(duì)線路電壓分布的影響越小 ?？梢钥闯?DG 接入點(diǎn)越靠近線路始端 ,電壓升高量越小 。 表 33 DG 安裝位置 第 28 頁(yè) 圖 35 DG 安裝位置不同對(duì)電壓的影響 a)DG容量為總負(fù)荷 40%。 分布式電源位置對(duì)電壓分布的影響 令其他運(yùn)行條件相同 ,給定分布式電源的容量且以恒定功率因數(shù)運(yùn)行 ,分布式電源的接入位置取表 33中數(shù)據(jù) ,觀察饋線電壓曲線的變化。當(dāng) DG出力在一定范圍內(nèi)時(shí) ,總出力越多 ,電壓支撐就越大 ,整體電壓水平就越高 ,但有時(shí)會(huì)導(dǎo)致超過電壓限制。 DG 接入點(diǎn)之前的饋線傳輸?shù)墓β蕼p小 ,潮流逐漸減小 ,饋線電壓逐漸升高 ,電壓升高率隨 著 DG 容量不同而變化 ,電壓曲線也發(fā)生變化 。b)DG在節(jié)點(diǎn) 10?？?cè)萘繛?4963KW。下面的仿真中 ,建立了以同步發(fā)電機(jī)形式并網(wǎng)的 DG 及其相應(yīng)的勵(lì)磁系統(tǒng) ,通過變壓器接入己有饋線系統(tǒng)中 ,結(jié)合理論分析結(jié)果 ,進(jìn)一步分析 DG對(duì)電壓的影響。而當(dāng) DG的有功輸出大于負(fù)荷量但小于 2 倍的負(fù)荷量時(shí) ,再增加 DG的有功輸出 ,雖然網(wǎng)損總量仍處于減少狀態(tài) ,但網(wǎng)損減少率開始下降 ,因?yàn)榇藭r(shí) DG 不僅為負(fù)荷提供電量 ,還反向向上一級(jí)電網(wǎng)輸出功率 ,此時(shí)配網(wǎng)潮流逆向 ,流向電源 。若分布式電源容量一定 ,則接入位置距離母線位置越遠(yuǎn) ,網(wǎng)損降低越多。 由于接入 DG前后負(fù)荷側(cè)電流不發(fā)生變化 ,所以第二部分損耗為 : 第 24 頁(yè) 式中 Rn為 DG接入點(diǎn)之后的線路電阻。 為方便分析 ,利用如圖 33所示的簡(jiǎn)單線路模型。而對(duì)于接入點(diǎn)之后的節(jié)點(diǎn)電壓沒有影響 ,但由于接入點(diǎn)電壓被提高 ,所以之后節(jié)點(diǎn)電壓也隨著提高 ,但電壓曲線和無 DG時(shí)一致。 節(jié)點(diǎn) d 到節(jié)點(diǎn) b 的線路阻抗 。 為 節(jié)點(diǎn) a到節(jié)點(diǎn) b傳輸?shù)目偣β?。Ud 為 d 的電壓 。 理論分析 設(shè)某線路總有功功率為 PL,總無功功率為 QL,共有 m 個(gè)節(jié)點(diǎn)。本文所用饋線模型如圖 31所示 ,SB=10MVA,UB=10kV。一般情況下分布式電源容量較小 ,實(shí)際應(yīng)用中也是多接入規(guī)模較小的配網(wǎng)系統(tǒng)。因電壓等級(jí)較 低 ,配電線路長(zhǎng)度較短 ,三相線路間的互感也不予考慮 。 第 20 頁(yè) 饋線中不同位置分布有若干負(fù)荷。 配電網(wǎng)及負(fù)荷模型建立 配電網(wǎng)的主要作 用是分配電能 ,即將發(fā)電廠通過輸電網(wǎng)絡(luò)傳送來的電能分配給不同電壓等級(jí)的用戶。 (4)并網(wǎng)后功率調(diào)節(jié) 1) 有功功率調(diào)節(jié) :并網(wǎng)后的發(fā)電機(jī)能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)的量只有兩個(gè) :勵(lì)磁電流和原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 (3)并網(wǎng)后功率輸出 同步發(fā)電機(jī)電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩 M 是表征電機(jī)進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換能力的量 ,它們還可以表示為功率角的函數(shù) ,稱為功角特性 ,或轉(zhuǎn)矩特性 ,用來分析發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后功率輸出關(guān)系。 3)發(fā)電機(jī)電壓頻率與電網(wǎng)電壓頻率相等 。所以改變?cè)瓌?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n可以改變發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的頻率 f(我國(guó)工業(yè)頻率規(guī)定為 50Hz),所以產(chǎn)生 50Hz的交流電 ,對(duì)不同極對(duì) 數(shù) p的電機(jī) ,要求的原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不同。由于本文涉及的分布式電源容量較小 ,故可將其以 PQ 結(jié)點(diǎn)形式并網(wǎng)。 第 18 頁(yè) 3 分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓影響的仿真研究 第 2章中已經(jīng)利用潮流計(jì)算的方法在給定條件下 ,初步分析了分布式發(fā)電并網(wǎng)后對(duì)配電網(wǎng)系 統(tǒng)電壓的影響 ,由于這些影響的大小又和分布式發(fā)電的容量、接入位置和功率因數(shù)有關(guān) ,木章將分別考慮這三方面因素 ,利用仿真的方法 ,詳細(xì)分析這些因素對(duì)電壓的影響。由圖2 2 26可以看出一定容量的分布式電源接入配電網(wǎng)絡(luò) ,會(huì)對(duì)饋線上的電壓 分布產(chǎn)生重大影響 ,而具體影響的大小 ,與分布式發(fā)電的總?cè)萘看笮?、接入位置及功率因?shù)都有關(guān)。 表 23 DG 不同功率因數(shù) Matlab仿真結(jié)果如圖 26所示 : 第 17 頁(yè) 圖 26 DG 功率因數(shù)不同對(duì)系統(tǒng)電壓的影響 由圖 26可以看出 ,滯后功率因數(shù)對(duì)系統(tǒng)電壓的改善明顯要好于超前的功率因數(shù)。DG接入末端節(jié)點(diǎn)時(shí) ,會(huì)造成該節(jié)點(diǎn)電壓局部升高過高 ,極有可能超過額定電壓。為使結(jié)果更清晰 ,本次試驗(yàn)只選用一個(gè) DG接入 ,接入位置選擇比較有代表性的 ,即系統(tǒng)的首部、中部和尾部。 表 21 DG 容量 Matlab仿真結(jié)果 第 15 頁(yè) 圖 24 DG 容量不同對(duì)系統(tǒng)電壓的影響 由圖 24可以看出 ,隨著 DG容量的逐漸增加 ,節(jié)點(diǎn)電壓也在隨著 DG的容量增加而升高。在明確分布式電源接入數(shù)量的情況下 ,文獻(xiàn) [2]以配電網(wǎng)網(wǎng)損最小為目標(biāo) ,以電壓不越限、有功功率和無功功率平衡為約束條件 ,運(yùn)用遺傳算法求出分布式電源合理的接入位置與容量 ,本文利用文獻(xiàn) [11]得出的結(jié)果 ,通過改變?nèi)萘炕蛭恢梅治銎鋵?duì)系統(tǒng)電壓的影響。所用算例為 IEEE33節(jié)點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng) ,系統(tǒng)參數(shù)見文獻(xiàn) [12]。本文取 :ε =le6,k=0。 分層前推回代法 前推時(shí) ,每條支路的功率都由該支路的下一層支路功率決定 。當(dāng)支路 i與支路 j直接相連 ,且支路 i是支路 j的下層支路 ,支路 j是支路 i的上層支路時(shí) ,M第 i行 j列元素為 1,否則為 O。矩陣 F和 T的列表示支路 111,矩陣中各元素分別表示各支路對(duì)應(yīng)的首、末節(jié)點(diǎn)號(hào)。本文以一個(gè) 12節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為例說明。(2)假定支路功率不變 ,利用已知的根節(jié)點(diǎn) (電源節(jié)點(diǎn) )電壓 ,由網(wǎng)絡(luò)首端向末端計(jì)算各支路電壓損耗和節(jié)點(diǎn)電壓。本文將在第 3章著重研究分布式電源接入后其對(duì)系統(tǒng)電壓分布的影響 ,在第 4章將重點(diǎn)研究分布式發(fā)電帶來的電壓跌落問題。當(dāng)分布式電源并網(wǎng)后 ,改變了配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ,使其變?yōu)槎嘣淳W(wǎng)絡(luò) ,發(fā)生故障時(shí) ,分布式電源也向故障點(diǎn)提供故障電流 ,使得故障電路大小和方向都發(fā)生改變 ,會(huì)導(dǎo)致原有的保護(hù)裝置發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)等 ,因此要改變線路保護(hù)裝置 的配置。③ 分布式電源出力大于系統(tǒng)負(fù)荷總量 ,但并非所有負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷量都小于分布式電源出力 ,這種情況下分布式電源對(duì)系統(tǒng)損耗的影響要分情況討論 ,若 PsPDG2Ps。分布式發(fā)電系統(tǒng)并入配電網(wǎng)時(shí) ,還會(huì)帶來如電壓跌落、電壓脈沖、瞬時(shí)供電中斷等動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量問題。3)分布式發(fā)電系統(tǒng)和反饋環(huán)節(jié)的電壓控制設(shè)備相互影響。 (2)對(duì)電能質(zhì)量的影響 分布式發(fā)電并入配電網(wǎng)后 ,也會(huì)對(duì)系統(tǒng)帶來負(fù)面的影響 ,例如各種擾動(dòng) ,從而對(duì)系統(tǒng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生影響。有功與無功負(fù)荷隨時(shí)間的變化會(huì)引起系統(tǒng)電壓波動(dòng) ,朝線路末端方向 ,電壓的波動(dòng)越來越大。 (1)對(duì)電壓分布的影響 傳統(tǒng)配電系統(tǒng)為單電源輻射狀網(wǎng)絡(luò) ,正常運(yùn)行狀況下 ,沿饋線潮流方向 ,電壓逐漸降低。(4)分布式發(fā)電系統(tǒng)與地區(qū)電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行 ,并向地區(qū)電網(wǎng)輸出電能。 2)由于分布式發(fā)電 技術(shù)仍處于研究初期 ,其成本依舊偏高 ,并網(wǎng)運(yùn)行后也會(huì)給電網(wǎng)帶來一些負(fù)面影響 ,因此要建立起一套合理的電價(jià)體制和市場(chǎng)服務(wù)體制 ,既可以鼓勵(lì)發(fā)展分布式發(fā)電技術(shù) ,尤其是利用綠色能源的分布式發(fā)電技術(shù) ,同時(shí)也不損害電力公司的利益 ,實(shí)現(xiàn)地區(qū)電網(wǎng)和分布式發(fā)電的和諧發(fā)展。新 的控制裝置如 SVC、 STATCOM、SSSC、 VSCHVDC 等可被用來調(diào)節(jié)分布式電源并網(wǎng)后的無功和電壓。 (3)并網(wǎng)后的繼電保護(hù) 分布式發(fā)電并網(wǎng)后 ,會(huì)改變系統(tǒng)短路容量 ,使原有的繼電保護(hù)配置與保護(hù)方式不再適用 ,因此需要改變?cè)欣^電保護(hù)方式或采取其他措施與原有保護(hù)裝置配合 ,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行方式變化后繼電保護(hù)再整定。這種情況下 ,如果在電網(wǎng)處于峰荷期 間 ,可能會(huì)因?yàn)樾〉臄_動(dòng)而引起分布式電源失去功角穩(wěn)定。如何 使分布式電源并網(wǎng)后達(dá)到最優(yōu)目標(biāo) ,和分布式發(fā)電容量及負(fù)荷有關(guān)。 3)當(dāng)分布式發(fā)電處于孤島運(yùn)行狀態(tài)下時(shí) ,發(fā)電和供電產(chǎn)生不平衡 ,且孤島電網(wǎng)中沒有電壓、頻率控制 ,用戶得到的電壓 第 7 頁(yè) 和頻率會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重波動(dòng) ,可能引起用戶設(shè)備損壞。由于各分布式電源的出力方式和控制特性各不相同 ,例如風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等電源出力具有隨機(jī)性 ,導(dǎo)致潮流的方向變化不定 ,己有確定性潮流不能描述電網(wǎng)的特征 ,必須建立各種分布式電源 和負(fù)荷的概率模型 ,研究并網(wǎng)潮流的概率特性和概率潮流計(jì)算方法 ,建立新的電網(wǎng)分析與控制方法。木章介紹了分布式發(fā)電的并網(wǎng)問題及其對(duì)配電系統(tǒng)的影響 ,最后利用基于前推回代法編制的潮流程序?qū)ζ洳⒕W(wǎng)后對(duì)系統(tǒng)電壓的影響做了初步分析。分析了目前為研究高滲透率 DG的系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定所采用的動(dòng)態(tài)模型的精度和有效性。但其重點(diǎn)關(guān)注了分布式電源并網(wǎng)的控制方式 ,而對(duì)其位置和容量沒有具體分析。國(guó)內(nèi)外很多專家學(xué)者致力于對(duì) DG 的研究。 如上述，因縣域配電網(wǎng)絡(luò)本身就一個(gè)尚待完善的供電網(wǎng)絡(luò)，使得分布式電源接入配網(wǎng)這么一個(gè)原本就不簡(jiǎn)單的問題，更加復(fù)雜化。線路之間互導(dǎo)能力差，只能進(jìn)行一些范圍小、負(fù)荷輕的簡(jiǎn)單操作，尤其是變電所出線部分，由于回路數(shù)過多，若發(fā)生設(shè)備故障或遇到檢修情況，會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)供電區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間、大面積的停電情況。尤其是低壓線路，問題突出， 像線徑小、分支亂、供電半徑長(zhǎng)等。由于早期整體規(guī)劃不合理造成 10kV 配電網(wǎng)的布局和電源點(diǎn)位置不合理，隨著城區(qū)建設(shè)發(fā)展，用戶數(shù)量和負(fù)荷的日益增加，配電網(wǎng)不斷延伸和擴(kuò)展，導(dǎo)致電源點(diǎn)與負(fù)荷中心產(chǎn)生偏離，對(duì)城市配電網(wǎng)在供電運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。而逆變器型 DG通常指的是將直流電經(jīng)逆變器得到交流電再并網(wǎng)的 DG(如風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、燃料電池及各種儲(chǔ)能技術(shù) )和發(fā)出高頻交流電的 DG(微透平機(jī)組 )。另一類為利用不可再生能源的 DG,主要包括內(nèi)燃機(jī)、熱電聯(lián)產(chǎn)、燃動(dòng)機(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池等發(fā)電形式?，F(xiàn)今世界的發(fā)展潮流也傾向于大電網(wǎng)系統(tǒng)和分布式電源技術(shù)相結(jié)合的這種節(jié)省投資、降低能耗、提高系統(tǒng)安全性和靈活性的方法，發(fā)展分布式電源技術(shù)的。其以天然氣、沼氣、生物質(zhì)氣和輕油等作為燃料，無需通過電網(wǎng)輸送，利用管網(wǎng)和電纜系統(tǒng)向特定區(qū)域內(nèi)同時(shí)直供電力、蒸汽、熱水和冷氣，實(shí)現(xiàn)熱、電、冷三聯(lián)供。 與常規(guī)大電廠集中供電系統(tǒng)相比，分布式能 源系統(tǒng)是對(duì)大電網(wǎng)的有益補(bǔ)充，可以就地供應(yīng)，具有低的能源損失，補(bǔ)充大電網(wǎng)在負(fù)荷高峰時(shí)的供電能力，可以彌補(bǔ)大電網(wǎng)在局部地區(qū)和特殊情況下的安全穩(wěn)定性不足，在意外災(zāi)害發(fā)生時(shí)繼續(xù)供電；土建與安裝成本低，能量輸送投資很少，可以滿足某些用戶特殊性的要求，可在農(nóng)村、牧區(qū)、山區(qū)供電供熱，大大地減少輸電線路的建設(shè)；適合于多種熱電比的變化，可靈活地根據(jù)熱、電需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，減少以電力來轉(zhuǎn)換到低品位熱、冷應(yīng)用而造成的能源轉(zhuǎn)換浪費(fèi)，設(shè)備利用小時(shí)高；可為電力、熱力、燃?xì)?、制冷、環(huán)境、交通等多系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化整合提供技術(shù)支持。 關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電；配電網(wǎng)；電壓影響 II Abstract Distributed generation is often associated with the existing distribution work, therefore the study of the effect of distributed generation on original distribution system can contribute to its safe,reliable and efficient connection with the distribution to join the distribution generation into the distribution work safely and reliably is directly related to the value of distributed impact of voltage of system will directly affect quality of Power supply and system stability as the injection of distributed ,the study of the impact of voltage bees importa