分布式電源接入對(duì)電網(wǎng)的影響

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1、分布式電源接入對(duì)電網(wǎng)的影響分析更新：2012-08-0715:36:29　作者：liuyong　來(lái)源：綜合報(bào)道點(diǎn)擊：114次　【字號(hào)：大中小】中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：長(zhǎng)期以來(lái)，能源結(jié)構(gòu)的不合理性以及能源利用效率的持續(xù)偏低帶來(lái)了許多環(huán)境和社會(huì)問(wèn)題。隨著電力政策的放開(kāi)，分布式電源DG(distributedgeneration)作為一種新興的發(fā)電模式逐步被廣泛關(guān)注。IEEE定義的DG是小容量的、可以在電力系統(tǒng)任意位置并網(wǎng)的發(fā)電機(jī)，容量范圍小于10MW，并網(wǎng)電壓等級(jí)通常連接到配電系統(tǒng)所屬的各個(gè)電壓等級(jí)。作為集中式發(fā)電的有益補(bǔ)充，DG的接入位置主要在配電網(wǎng)用戶(hù)附近，這樣不僅可以減少電力傳輸時(shí)功率的損耗以

2、及由配網(wǎng)升級(jí)帶來(lái)的費(fèi)用，而且也為用戶(hù)帶來(lái)了較低的費(fèi)用、較高的可靠性、較好的電能質(zhì)量、較高的能源利用率和獨(dú)立性。網(wǎng)輻射狀結(jié)構(gòu)變?yōu)槎嚯娫唇Y(jié)構(gòu)，潮流的大小和方向都將發(fā)生改變，下級(jí)電網(wǎng)有可能會(huì)向上級(jí)電網(wǎng)送電，配電網(wǎng)本身的電壓分布也將有所變化;同時(shí)，還會(huì)增大并網(wǎng)點(diǎn)附近的短路電流水平。DG的接入也將對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)附近用戶(hù)的供電可靠性有所提升，但由于DG本身故障的概率性和出力的隨機(jī)性，也將在一定程度上降低系統(tǒng)的供電可靠性。顯然，DG接入對(duì)可靠性的影響結(jié)果尚待分析。此外，DG的并網(wǎng)和控制需要使用大量的電力電子器件，器件頻繁的開(kāi)通和關(guān)斷易產(chǎn)生相應(yīng)的諧波分量，以及由于短路電流的變化，原有的電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)也會(huì)受到

3、影響。這些均將對(duì)配電網(wǎng)的管理產(chǎn)生一定的影響。本文基于典型中壓配網(wǎng)模型的構(gòu)建，從逆功率約束、電壓提升、短路電流提高等方面研究配電網(wǎng)中DG的接入容量與位置問(wèn)題，并進(jìn)一步分析DG接入對(duì)電網(wǎng)可靠性及諧波、保護(hù)的影響。1DG接入配電網(wǎng)模式介紹由于DG的不同接入模式將對(duì)DG的接入容量產(chǎn)生較大影響，因此本文首先介紹DG的幾種主要接入模式。(1)低壓分散接入模式：是一種基于用戶(hù)的接入模式，主要是將小容量DG接入中壓配電變壓器低壓側(cè)。(2)中壓分散接入模式：是指將容量中等的DG接入中壓配電線路支線的方式。(3)專(zhuān)線接入模式：DG容量較大時(shí)，為避免對(duì)用戶(hù)電能質(zhì)量產(chǎn)生影響，宜考慮以專(zhuān)線形式接入高壓變電站的中

4、、低壓側(cè)母線。受容量所限，采用此模式的DG所接入的電壓等級(jí)通常也為中壓。無(wú)論DG采用何種方式接入配電網(wǎng)，都應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足的重要原則是不能向上一電壓等級(jí)送電，這主要是原本用來(lái)降壓的中壓配電變壓器在升壓過(guò)程中不僅允許通過(guò)容量有所下降，而且傳輸功率的損耗也將大幅提升。因此，低壓接入的DG的最大出力必須限制在配變最小負(fù)荷之內(nèi)，故可將低壓接入的DG與配變?cè)瓉?lái)負(fù)荷整體等效為一個(gè)負(fù)荷，此負(fù)荷與其他用戶(hù)負(fù)荷均具有類(lèi)似的波動(dòng)性和不確定性，對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行無(wú)特殊影響。因而，本文將重點(diǎn)探討DG在中壓分散接入和專(zhuān)線接入兩種模式下對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行影響，并研究DG的接入容量限制。2DG接入的逆功率限制對(duì)于中壓分散接入模式，考

5、慮負(fù)荷峰谷差因素，需要在DG出力為額定功率且饋線負(fù)荷為其谷值時(shí)依然能夠滿(mǎn)足不出現(xiàn)逆潮流的限制，否則將影響其他饋線的DG接入。因此，接入DG的最大出力應(yīng)小于饋線負(fù)荷的谷值。根據(jù)調(diào)研，“負(fù)荷谷值/負(fù)荷峰值”的比值約為0.4～0.6。因此，DG總?cè)萘坎粦?yīng)超過(guò)饋線最大負(fù)荷的40%～60%。實(shí)際運(yùn)行中的最嚴(yán)重情況是DG出力最大而饋線負(fù)荷最小，此時(shí)DG出力與饋線負(fù)荷相同。對(duì)于專(zhuān)線接入模式，國(guó)家電網(wǎng)在《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》中指出：“分布式電源總?cè)萘吭瓌t上不宜超過(guò)上一級(jí)變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負(fù)荷的25%”。顯然這也是基于逆功率限制的考慮。因此，在分析專(zhuān)線接入問(wèn)題時(shí)，分布式電源容量最大不超過(guò)主變壓

6、器所帶負(fù)荷的25%。3DG接入對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的影響分析3.1典型配電網(wǎng)模型為計(jì)算DG接入對(duì)配電網(wǎng)潮流(電壓水平)與短路的影響，本文針對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)建立了典型模型，如圖1所示。該線路電壓等級(jí)為10kV，共14個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，其中，0號(hào)節(jié)點(diǎn)是變壓器低壓側(cè)母線。線路參數(shù)采用YJY22-3×300電纜，總長(zhǎng)度2km，每段線路等長(zhǎng)。線路總負(fù)荷按照50%負(fù)載率來(lái)考慮，約為3.64MW，且各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷均分總負(fù)荷。3.2DG接入對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響為實(shí)現(xiàn)DG接入電網(wǎng)的潮流計(jì)算，根據(jù)DG的運(yùn)行和控制方式，可將DG分別看作PQ節(jié)點(diǎn)、PV節(jié)點(diǎn)、PI節(jié)點(diǎn)和PQ(V)節(jié)點(diǎn)。其中長(zhǎng)期運(yùn)行在額定工況附近、波動(dòng)性不大的D

7、G可看作PQ節(jié)點(diǎn)，如同步電機(jī)接入電網(wǎng)的DG，當(dāng)其勵(lì)磁控制方式為功率因數(shù)控制時(shí)，則可看作PQ節(jié)點(diǎn);將能維持節(jié)點(diǎn)電壓幅值的DG節(jié)點(diǎn)看作PV節(jié)點(diǎn)，如用同步電機(jī)接入電網(wǎng)，當(dāng)其勵(lì)磁控制方式為電壓控制時(shí)可看作PV節(jié)點(diǎn);儲(chǔ)能系統(tǒng)可看作PI節(jié)點(diǎn);對(duì)于直接并網(wǎng)的異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，可看成是PQ(V)節(jié)點(diǎn)[1]。1)中壓分散接入模式根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行特性，作為電源的DG，接入位置在線路末端且出力與線路負(fù)荷相等的情況下對(duì)電壓抬升作用最為明顯。將上述條件均帶入電壓降落計(jì)算