探究分布式电源对配网供电电压质量的影响魏春阳

探究分布式电源对配网供电电压质量的影响魏春阳

魏春阳

（国网湖北省电力公司十堰供电公司湖北十堰442000）

摘要：提出利用刚性率和短路比作为评估的方法，分析分布式电源在配电供电中影响电压质量的原因，并通过仿真验证法对方法进行可行性分析，进一步具体的分析旋转型的分布式电源以及逆变型的分布式电源对系统的供电电压带来的不同影响。本文通过探究分布式电源对供电系统的影响，并提出几点改善意见，以提高供电质量。

关键词：分布式电源；供电系统；供电质量；影响

随着现代化进程的不断加进，对电网质量的要求也越来越高了，本文以分布式电源入手，探讨分布式电源会对供电质量带来的影响，分析并得出结论，以提高供电质量。主要分析了在仿真验证法下，旋转型的分布式电源以及逆变型的分布式电源对供电质量带来的影响，证明了在同等的渗透率下，逆变型的分布式电源对并网节点电压的影响要比旋转型的分布式电源的小，而向系统提供短路的电流也明显要小于旋转型的分布式电源，所以在同等的条件下逆变型的分布式电源更加适用于高短路容量、密集负荷的城市配电供电系统。如何针对逆变型的分布式电源，以抑制供电电压的波动特点，找到控制电压的方法，在一定程度上改善电网供电质量。

1分布式电源应用背景

传统的能源在未来将不可避免的面临着枯竭问题，于是，各国开始逐渐重视对环境的保护以及现存电力系统中的一些问题和弊端，使电力系统形成一个新的研究热点，DG技术的研究，在可持续发展道路上和分布式发电这种可再生能源结合起来，被世界众多科学家以及电力专家认可，是能够降低能耗，节省投资，提高电力系统安全稳定性和灵活性新兴技术的体现，也是21世纪电力系统发展的主要方向之一。尤其是在配电网系统中，众多的商业、工业用户以及城市的居民，在用电负荷上都具有较高的随机波动性的现象，这种不确定因素将给配电网规划设计带来更大的挑战和难度。另一方面，随着现代化进程的不断加进，用电用户对供电的安全可靠性以及质量的要求也逐渐提高了，配电网的质量直接影响到用户的用电安全和用电体验。为了解决这些问题，就需要进行针对传统电力存在弊端的电力改造。因此，分布式电源的应用被逐渐普及和推广，并逐步渗透进配电网中。然而，分布式电源在实际应用中依然存在着大量问题，如其对供电系统电压质量的影响：一方面，在大容量的分布式发电中并入次输电系统，进而对整个电网系统的运行、稳定、同步等方面的影响和冲突，另一方面，还有中小容量并入低压配电系统，进而对继电保护部件而造成的影响等。对上述问题的探究虽然有了较为积极的结论也有了较为有效的对策，但在分布式电源供电在对低压配电网的用电用户上其质量的影响却经常被忽视，所以在如何通过改善分布式电源对用电用户供电质量上，仍是继续推动发布式电源发展的重要课题。

2对供电电压造成影响的评估方法

2.1分布式电源对供电系统电压的影响

低压配电系统的结构通常都是以放射状被呈现出来的，带有分布式电源的低压配电系统其典型的结构图如下图1所示。

图1

分布式的电源在给系统供电电压的影响评估包括了以下两个方面，一方面，分布式电源在发电波动和启停中对配电系统电网中的其他用电用户的电压的影响，而且，尤其是像分布式电源这种以可再生能源形式存在的电源，其发电的量通常是不够稳定的，甚至，在一些特殊的情况下，还容易出现频繁的启停现象，这种情况下，分布式电源就存在对电网中的其他用户带来较大供电电压冲击的问题了。另外一个方面，由于分布式电源并入到配电电网中，直接增加了电网的短路容量，进而使得系统电压强度提升，而区域配电网被削弱和抑制，就会出现电压波动的问题。而在区域配电系统中，若临近的区域受到冲击性负荷或者故障时，也同时会造成母线的电压闪变，跌落的程度和普通的额配电系统相比也同时会被削弱和抑制。

2.2相对电压变化的评估方法

分布式电源对他的并入点冲击呈现最大化，所以，可以使用GD技术，将其并入到电压中，作为评估点评估电压的变化，含有分布式电源的配电网在接入DG接入点后，当分布式的电源进入系统中的功率被改变时，会使得线路上的电流也同时发生变化，其DG接入点上的电压变化值公式如下图2所示。

图2

由公式可得，单个分布式的电源对系统供电的电压造成冲击的3个因素：所并入的系统的短路容量、注入的功率变化、分布式得电源功率因数有关。

2.3抑制电压的波动评估方法

配电系统电压强度是系统短路最大容量的标志，短路容量越大，其网络越强，分布式电源的发电量波动和其启停等都不会引起电压太大的变化。可是，在分布式的电源并网后，系统的短路容量却会被改变。出现内外部故障产生较大冲突而投切等问题。在同步机和配电网并网情况下，分布式发电被没有完全投入至容量运行中，介入点的电压变化将会超过5个百分点，但是逆变器因为其可工作在同步机的情况下，其空载到满负荷运行，介入点的变化仅仅只需要2个百分点，是在国家所规定的规程标准以内的。如果选择用逆变型的分布式电源作为电网的接入点，配电网络可以接入的分布式电源总量将会得到大幅度的提升，而远大于同步并网模式下的配电系统。

3对电压质量进行的改善

3.1积极有效的电压控制

由上述可见，和旋转型的分布式电源相比，逆变型的分布式电源具有着相对较大的优势，在相同的电容量条件下，逆变性的分布式电源对配电系统接入节点的电压影响并不大，但仍可能存在因为太阳能或者风能等不确定的再生能源的影响因素，导致的发电供电的不稳定，但这种不稳定的影响也是较小的。在这种情况发生的时候，要做有效的处理，逆变型的分布式电源在一定程度上是做不到的，为了优化这一问题，则需要采用旋转型的分布式电源，由于其渗透率是相同的，而旋转型的分布式电源在进行电的提供时，其短路电流比逆变型的要大，所以，在没有外界的控制下，旋转型的分布式电源能够更好的解决对主供电系统存在的电压质量问题。

3.2闪变电压的电能储存和整体规划

对于闪变电压来说，进行电能的储存和整体的规划是十分有必要的，也是改善电压质量的一个重要的环节。在电压各向角的范围内，在切入点电流不断的流经会出现电源的转换，但是切入点在相角的差值却不断的在扩大，分布式的电源可以作为参数进行整合过程的调配。一般而言，对配电线路进行线路的规划，在整体整合的前提下，进入电压闪变状态，逆变型电源能够起到控制和调节的作用。一方面能够根据电波变化幅度对线路进行选择，扩大容量，其储存空间变大，其电压下降是，代表其他设备之间进行信号转换，进而达到同步补偿的目的，实现闪变电压总体规划。另一方面，分布式的电源还可以实现电能的有效储存，实现发电供电过程的稳定性，在主要控制系统进行电力转换的时候，电压按照单元分割的形式进行划分，将电力储存到DG中，实现电能储存的多样化，增大电能储存量。

4结语

随着现代化进程的不断加进，明显的，用电用户对电力供应安全稳定性的要求也越来越高了，如何提高分布式电源在电网系统中的应用，将可再生资源的效用发挥到最大，进而改善电力供电的质量，稳定配电网中的电压，实现供电系统的安全稳定运行。在分布式的电源供应下，可以有效的抑制和控制电压的闪变问题，但电容量却也受到了较大限制。这种供电模式被逐渐推广使用，对于这些问题，仍需要电网人进行不断的摸索和尝试，以更好的发展分布式电源这种可再生能源模式的应用。

参考文献：

[1]曾祥赟;宁静,浅析分布式电源对配网供电电压质量的影响与改善[J]《科技展望》2017年第01期

[2]温伟建，探讨分布式电源对配网供电电压质量的影响及改善措施[J]《通讯世界》2015年第23期