【分布式電源接入對配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響研究8900字（論文）】

分布式電源接入對配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響研究目錄TOC\o"1-3"\h\u15072引言 1126901分布式發(fā)電技術(shù) 2224881.1分布式電源 2244861.2常見分布式電源并網(wǎng)接口 2192751.3分布式電源并網(wǎng)對配電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響 2262052分布式電源接入對配電網(wǎng)電壓分布的影響 414302.1分布式電源入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 4305392.2分布式電源并網(wǎng)對配電網(wǎng)電壓分布的影響 546073分布式電源接入對配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響 662973.1網(wǎng)損計算算例及其結(jié)果分析 6199973.2分布式能源接入對網(wǎng)損的影響 10105703.3分布式能源接入對電壓的影響 14239434對分布式電源接入配電網(wǎng)的管理原則和規(guī)范的策略 1912044.1在管理方面的策略 19173904.2在技術(shù)方面的策略 199903結(jié)束語 208460參考文獻(xiàn) 21引言人類的日常生活是與能源分不開的，隨著社會的高速發(fā)展，人們對能源的需求也日益提升，而對傳統(tǒng)能源的過度開發(fā)引發(fā)了一系列環(huán)境問題。國際能源署在《2018全球能源和二氧化碳狀況報告》中指出，在2018年能源需求增長的影響下，全球能源相關(guān)的二氧化碳排放量增長1.7倍，達(dá)到33.1億噸的歷史最高水平，其中電力行業(yè)的排放量占比增長近三分之二，通過化石能源的提供動力的發(fā)電廠排放的二氧化碳超過10億噸。目前，“低碳、高效、經(jīng)濟(jì)”的可持續(xù)發(fā)展道路逐漸被各個國家和地區(qū)的接受，提升一次能源的利用率并采用清潔能源逐步替代一次能源是減少二氧化碳排放的重要措施。我國的國家電網(wǎng)能源研究院發(fā)布的《中國能源電力發(fā)展展望2019》報告中指出，我國的可再生能源發(fā)電在所有能源發(fā)電中的占比在2050年會達(dá)到百分之五十以上。當(dāng)前，利用風(fēng)能、太陽能等清潔能源的發(fā)電技術(shù)高速發(fā)展，因其具有環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性的特點而受到大力推廣，這項技術(shù)也同時達(dá)到了全球能源互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。所以分布式電源大規(guī)模的接入電網(wǎng)將是未來電力系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電、配電和用電四部分組成，其中用于長距離輸電的輸電網(wǎng)線路較長，而負(fù)責(zé)分配電能的配電網(wǎng)線路短。我國配電網(wǎng)根據(jù)電壓等級的高低，可分為高壓(35kV-ll0kV)、中壓(6kV-l0kV)、低壓(220V-380V)配電網(wǎng)。配電網(wǎng)為了保證供電的可靠性通常采用復(fù)雜的接線方式。配電網(wǎng)的運(yùn)行狀況以及網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也會由于分布式電源的接入受到不同程度的影響。分布式電源的接入不僅可以提升配電網(wǎng)長距離輸電的能力，也可以提升配電網(wǎng)對清潔能源的消納能力。但是，分布式電源所與具有間歇性和波動性，也使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況更加難以控制，從而降低了電力系統(tǒng)的供電可靠性。但是，電網(wǎng)的接入會導(dǎo)致傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中電能傳輸功率、電壓分布、電能質(zhì)量以及短路電流等參數(shù)的變化，進(jìn)而影響傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的保護(hù)、控制、運(yùn)行和規(guī)劃。與此同時，電網(wǎng)受環(huán)境參數(shù)的影響較大，發(fā)電量大小呈現(xiàn)出較大的隨機(jī)性，進(jìn)一步增加了電力系統(tǒng)的復(fù)雜性。電網(wǎng)屬于有源系統(tǒng)，將其引入電力系統(tǒng)后不能夠再采用傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的規(guī)劃方法。因此，本文主要研究電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)后的規(guī)劃問題，給出電網(wǎng)的選址和定容方法，為電網(wǎng)的規(guī)劃提供可以參考的依據(jù)，提高電網(wǎng)的利用率以及電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，本文的研究對電網(wǎng)的應(yīng)用以及電力系統(tǒng)的規(guī)劃具有重要的意義。1分布式發(fā)電技術(shù)1.1分布式電源分布式電源自提出概念以來并沒有一套完整的定義，有些人指出分布式電源應(yīng)該是為了滿足特殊用戶的需要在其負(fù)荷當(dāng)?shù)刂苯釉O(shè)計和安裝的小型機(jī)組，能夠提高供電的可靠性；也有人指出就地應(yīng)用的熱電聯(lián)產(chǎn)方式也屬于分布式發(fā)電形式；還有人指出，分布式電源應(yīng)該是指不考慮發(fā)電的規(guī)模大小和一次能源類型，直接安裝在用戶附近的發(fā)電形式，是一種完全不同于傳統(tǒng)集中式供電的的新的供電方式。綜上，分布式電源應(yīng)該是指一些小型的即插即用就地消納的發(fā)電單元，通常并入配電網(wǎng)中作為配電網(wǎng)的補(bǔ)充，與環(huán)境相兼容，容量一般為幾千到五十兆伏安。1.2常見分布式電源并網(wǎng)接口分布式電源對配電網(wǎng)的影響很大程度上取決于分布式電源的并網(wǎng)接口，所以對于不同類型的接口需要不同的分析。常見的分布式電源并網(wǎng)接口有三種:電力電子裝置、同步發(fā)電機(jī)、異步電動機(jī)。其中，太陽能和燃料電池這種輸出是直流電的的電源一般要通過逆變裝置轉(zhuǎn)化成工頻的交流電之后并網(wǎng);微型燃?xì)廨啓C(jī)輸出的是高頻交流電，需要先進(jìn)行整流然后逆變才能變成工頻交流電，目前基于異步電機(jī)并網(wǎng)的類型主要是風(fēng)力發(fā)電，地?zé)崮芤话闶怯赏桨l(fā)電機(jī)進(jìn)行并網(wǎng)。1.3分布式電源并網(wǎng)對配電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響分布式電源并網(wǎng)后對配電網(wǎng)的影響主要在電壓的閃變、諧波和電壓偏差等幾個方面:此外，分布式電源種類和并網(wǎng)接口類型的不同也會對這些指標(biāo)產(chǎn)生不同的影響。一般來說，電力電子裝置并網(wǎng)類型的電源由于其逆變器的反饋和響應(yīng)速度比較快，對于電壓偏差和電壓暫降的響應(yīng)較另外兩種好。在電壓閃變和波動方面，先以風(fēng)力發(fā)電為例來說明。風(fēng)力發(fā)電擁有切出風(fēng)速和切入風(fēng)速兩個關(guān)鍵條件，當(dāng)風(fēng)力低于切入風(fēng)速或者說高于切出風(fēng)速的時候，風(fēng)機(jī)的工作環(huán)境將無法保持在額定工作狀態(tài);而就算是處于額定工作狀態(tài)之下，風(fēng)力資源的分布屬于威布爾分布，風(fēng)速的變化只可以用統(tǒng)計學(xué)規(guī)律去預(yù)測，具體時刻的風(fēng)速并沒有辦法確定:加之我國一些地區(qū)還存在限制風(fēng)電的政策(啟停隨意性較大)，所以風(fēng)力機(jī)的出力必然會有波動，就會造成閃變和電壓波動。再說光伏發(fā)電，光伏發(fā)電逆變裝置第一節(jié)存在DC-DC轉(zhuǎn)換器，它的作用是將光伏電池輸出的較低電壓提高成較高的能用于DC-AC轉(zhuǎn)換的電壓，該環(huán)節(jié)存在一個最大功率點跟蹤環(huán)節(jié)，可以根據(jù)光照強(qiáng)度的大小自動調(diào)節(jié)適用于光伏的工作點。由于這個環(huán)節(jié)的存在，所以直接并網(wǎng)的光伏分布式電源，它的實際出力也是隨著光照條件發(fā)生變化的。跟風(fēng)力資源一樣，一定時間的光照變化的確也是可以用統(tǒng)計學(xué)規(guī)律去預(yù)測的，但是歸結(jié)到具體時刻的變化，依然是無能為力。因此，基于風(fēng)能和太陽能的分布式電源必然會存在波動，也就一定會對配電網(wǎng)電能質(zhì)量造成影響。整個配電網(wǎng)的電壓分布也會因為一個分布式電源的接入產(chǎn)生改變，因為DG的存在會對接入的節(jié)點輸出有功和無功，有功會改變線路的功率進(jìn)而影響到節(jié)點電壓;無功會直接影響到該節(jié)點的電壓，因此線路各處的電壓都會發(fā)生改變。在電力諧波方面，分布式電源的并網(wǎng)，讓傳統(tǒng)配電網(wǎng)的末端出現(xiàn)了微型燃?xì)廨啓C(jī)、太陽能光伏、風(fēng)能等新型發(fā)電裝置。而這些電源并網(wǎng)時往往需要大量的電力電子器件來實現(xiàn)變頻，使其輸出的電能變成工頻交流電。這些電力電子器件就是隱藏的電力諧波污染源，它們能對配電網(wǎng)造成諧波污染。2分布式電源接入對配電網(wǎng)電壓分布的影響2.1分布式電源入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)相比于IEEE1547的國際標(biāo)準(zhǔn)，中國系列標(biāo)準(zhǔn)并沒有具體限定分布式電源接入配網(wǎng)之后引起電壓變化的范圍，即并沒有使用電源接入后的電壓變化來作為約束條件;但是我國對分布式電源的接入容量和相對應(yīng)的電壓等級做出了如下的具體規(guī)定:一是在一個配電網(wǎng)之中，分布式電源的總裝機(jī)容量原則上不宜超過上一級變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負(fù)荷的25%。二是分布式電源的額定電流不應(yīng)該大于并網(wǎng)點短路電流的十分之一。三是分布式電源依照不同的容量應(yīng)該接入相對應(yīng)的電壓等級。原則上，二十萬伏安以下容量的分布式電源需要接入380伏的電壓等級，而二十萬伏安以上的分布式電源則應(yīng)該接入10千伏及以上的電壓等級。對于有功的調(diào)整，我國的系列標(biāo)準(zhǔn)將分布式電源分為兩種類型:針對在380伏電壓等級配電網(wǎng)并網(wǎng)的小型分布式電源，由于其對配電網(wǎng)的影響非常小，從成本方面考慮，一般不要求這些小容量的電源參與有功頻率和無功電壓的調(diào)整;而對于在10KV-35KV配電網(wǎng)并網(wǎng)的分布式電源，我國標(biāo)準(zhǔn)提出了以具體電網(wǎng)情況為根據(jù)的頻率值和以電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)指令等信號來調(diào)節(jié)電源有功功率的要求，這樣能夠確保電源最大的輸出功率及其功率變化不超過相關(guān)規(guī)定的限值，具體的頻率響應(yīng)要求如表2.1所示。表2.1我國規(guī)定的有功控制和頻率調(diào)整頻率范圍(HZ)10kv-35kv電壓等級380v電壓等級48-49.5連續(xù)運(yùn)行10min0.2s內(nèi)斷網(wǎng)49.5-50.2聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行并具備降低有功功率輸出的能力聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行50.2-50.5聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行并具備降低有功功率輸出的能力0.2s內(nèi)斷網(wǎng)50.5以上立刻斷網(wǎng)0.2s內(nèi)斷網(wǎng)對于無功和電壓的調(diào)整，IEEEI547系列標(biāo)準(zhǔn)并不鼓勵分布式電源參與電壓調(diào)節(jié)，沒有對分布式電源運(yùn)行的功率因數(shù)做出規(guī)定，倘若出現(xiàn)DG的響應(yīng)異常，該標(biāo)準(zhǔn)要求分布式電源應(yīng)該可以在規(guī)定時間之內(nèi)斷開。國家電網(wǎng)的相關(guān)規(guī)定則要求在10kv-35kv的電壓等級的配電網(wǎng)中使用同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)和通過逆變器類型并網(wǎng)的電源應(yīng)該能夠參與無功調(diào)節(jié)，對于其他并網(wǎng)類型也沒有做出相關(guān)要求，其功率因數(shù)考慮到成本和各種類型的分布式電源的調(diào)節(jié)能力，具體的要求見表2.2所示。對于并網(wǎng)的DG功率因數(shù)，各類標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定大體一致，并網(wǎng)點的功率因數(shù)應(yīng)該處于某一個可以調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)，并要求低電壓穿越能力，對于容量很小的分布式電源，一般要求其功率因數(shù)固定為一個數(shù)值。表2.2我國規(guī)定的分布式電源的功率因數(shù)范圍分布式電源類型功率因數(shù)范圍通過10KV并網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī)類型電源-0.95-0.95可調(diào)通過10kv并網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī)和變流器類電源-0.98-0.98可調(diào)通過380v電壓等級并網(wǎng)的電源-0.98-0.98直接的某一固定值2.2分布式電源并網(wǎng)對配電網(wǎng)電壓分布的影響分布式電源接入配電網(wǎng)時，如果該并網(wǎng)的分布式電源容量很高，同時沿線用戶負(fù)荷非常低，或者并網(wǎng)容量非常低并且用戶負(fù)荷非常高的時候，都有可能會引起比較嚴(yán)重的電壓越限問題，前者屬于電壓越過上限，后者屬于配電網(wǎng)電壓越過下限的問題。圖2.1分布式電源接入配電線路的模型圖2.1所示為一個分布式電源接入配電線路的負(fù)荷分布模型。低壓配電用戶的功率消耗一般都是感性負(fù)荷，其有功負(fù)荷和無功負(fù)荷都是大于零的，所以，該電源并網(wǎng)線路的沿線電壓會沿著功率流動的方向減小，其中，線路上第一個用戶的電壓。配電網(wǎng)之中負(fù)載的功率因數(shù)不低并且電阻與電抗的比值比較大，因此線路流過的有功功率對沿線電壓的支撐作用更加明顯。3分布式電源接入對配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響3.1網(wǎng)損計算算例及其結(jié)果分析下面對IEEE33節(jié)點10Kv系統(tǒng)進(jìn)行線損計算，以及無功優(yōu)化的分析。支路數(shù)據(jù)如下：表3.1IEEE33節(jié)點系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)支路首節(jié)點末節(jié)點電阻（歐）電抗（歐）有功（千瓦)無功（千乏)1120.09220.0473.922.442230.4930.25113.442.213340.3660.18642.361.684450.38110.19412.221.595560.8190.7072.141.556670.18720.61881.10.537780.71140.23510.890.428891.030.740.690.3299101.0440.740.620.31010110.19660.0650.560.271111120.37440.12380.520.241212131.4681.1550.450.211313140.54160.71290.390.171414150.5910.5260.270.091515160.74630.5450.210.081616171.2891.7210.150.061717180.7320.5740.090.04182190.1640.15650.360.161919201.50421.35540.270.122020210.40950.47840.180.082121220.70890.93730.090.04223230.45120.30830.940.462323240.8980.70910.850.412424250.8960.70110.420.2256260.2030.10340.950.972626270.28420.14470.890.952727281.0590.93370.820.922828290.80420.70060.750.892929300.50750.25850.630.813030310.97440.9630.420.213131320.31050.36190.270.143232330.3410.53020.60.433218220034915220035122222003618330.50.5003725290.50.500圖4.133節(jié)點系統(tǒng)線路圖基于以上參數(shù)，用matpower軟件對33節(jié)點系統(tǒng)進(jìn)行潮流計算得出線損和各節(jié)點電壓標(biāo)幺值，該線路有33個節(jié)點，32個負(fù)荷，節(jié)點1為電源，37條支路，視在功率的基準(zhǔn)值采用10MVA，結(jié)果如下表3.2支路有功損耗與無功損耗數(shù)據(jù)支路首節(jié)點末節(jié)點有功損耗（兆瓦)無功損耗（兆乏)1120.0120.012230.0520.033340.020.014450.0190.015560.0380.036670.0020.017780.00508890.004099100.00401010110.00101111120.00101212130.00301313140.00101414150015151600161617001717180018219001919200.00102020210021212200223230.00302323240.00502424250.0010256260.00302626270.00302727280.0110.012828290.0080.012929300.00403030310.0020313132003232330033218003491500351222003618330037252900表3.3節(jié)點電壓標(biāo)幺值與負(fù)荷節(jié)點電壓標(biāo)幺值有功負(fù)荷（兆瓦)無功負(fù)荷（兆乏)11--20.9970.10.0630.9830.090.0440.9750.120.0850.9680.060.0360.950.060.0270.9460.20.180.9410.20.190.9350.060.02100.9290.060.02110.9280.040.03120.9270.060.04130.9210.060.04140.9190.120.08150.9170.060.01160.9160.060.02170.9140.060.02180.9130.090.04190.9970.090.04200.9930.090.04210.9920.090.04220.9920.090.04230.9790.090.05240.9730.420.2250.9690.420.2260.9480.060.03270.9450.060.03280.9340.060.02290.9260.120.07300.9220.20.6310.9180.150.07320.9170.210.1330.9170.060.04其中線損最大值與電壓標(biāo)幺值最大值如圖，可知在2-3節(jié)點的線路上線損最大，節(jié)點1處電壓標(biāo)幺值最大。圖3.2程序運(yùn)行結(jié)果根據(jù)程序計算結(jié)果也可得到：總線損為0.203兆乏3.2分布式能源接入對網(wǎng)損的影響為了充分考慮分布式能源的并網(wǎng)容量變化對系統(tǒng)有功網(wǎng)損的影響，選擇幾個具有代表性的節(jié)點為觀察，包括節(jié)點3近電源點，一個中心節(jié)點6中，較長支路的中部節(jié)點13，較長支路的末端節(jié)點18和4個代表性節(jié)點進(jìn)行計算分析。表3.4不同容量DG接入線路相關(guān)節(jié)點的線損數(shù)據(jù)無功容量（千乏）節(jié)點3（千瓦）節(jié)點6（千瓦）節(jié)點13（千瓦）節(jié)點18（千瓦）0182.136145.637132.853143.6952200178.7401135.6361120.0624130.569400175.6506126.888111.5131123.5955600172.8671119.3789106.9906122.3484800170.3898113.0887106.3192126.46551000168.2155108.0025109.3331135.62661200166.3458104.1018115.8765149.55211400164.7791101.3748125.8146167.99651600163.514599.8051139.0204190.73791800162.550999.3778155.3709217.58582000161.8873100.0711174.7815248.36632200161.5241101.8963197.131282.92282400161.4596104.8057222.3365321.11992600161.6928108.8084250.3138362.82612800162.2249113.8893280.9829407.93433000163.055120.0228314.2789456.3453圖3.3不同容量DG接入線路相關(guān)節(jié)點的線損可見，各曲線的變化規(guī)律非常相似：當(dāng)DG接入節(jié)點相同時，隨著DG無功容量的不斷增加，系統(tǒng)的有功網(wǎng)損總是呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢。當(dāng)綜合無功容量過高時，在不接入分布式能源的情況下，系統(tǒng)的網(wǎng)損會高于原網(wǎng)損。因此，在接入分布式能源時，應(yīng)合理考慮容量，避免不必要的浪費和增加網(wǎng)損。然后，考慮到DG并網(wǎng)位置變化的影響系統(tǒng)上的網(wǎng)絡(luò)連接線路損失，我們選擇幾個具有代表性的能力分析，如四個較低容量（400千乏、800千乏、1200千乏和1600千乏）和兩個較高容量（2200千乏和3000千乏）分析。將DG分別連接到系統(tǒng)各節(jié)點，得到總線損數(shù)據(jù)如下表所示。表3.5DG接入不不同節(jié)點的線損網(wǎng)損（千瓦)400千乏800千乏1200千乏1600千乏2200千乏3000千乏節(jié)點2199.134198.204197.458196.901196.411196.404節(jié)點3175.651170.389166.346163.514161.524163.053節(jié)點4163.594156.120150.669147.219145.751150.618節(jié)點5151.750142.197135.523131.685131.160140.022節(jié)點6126.883113.089104.10399.805101.891120.028節(jié)點7124.828111.081102.56599.127103.180125.090節(jié)點8119.617106.698100.551100.915113.154150.180節(jié)點9115.524104.319102.027108.202132.474191.051節(jié)點10112.494103.136104.769116.724152.745231.986節(jié)點11112.117103.124105.501118.534156.721239.729節(jié)點12111.690103.439107.270122.383164.715254.894節(jié)點13111.513106.319115.876139.020197.131314.280節(jié)點14111.981107.956119.603145.616209.262335.714節(jié)點15113.626111.023125.048154.244223.927360.391節(jié)點16116.263115.408132.356165.450242.505391.172節(jié)點17121.748123.805145.556184.991273.918442.032節(jié)點18123.594126.466149.552190.738282.923456.344節(jié)點19199.327198.759198.705199.163200.808204.779節(jié)點20202.911205.846212.161221.780242.253280.485節(jié)點21204.352208.273216.302228.330253.636300.432節(jié)點22207.627213.314224.316240.438273.833334.715節(jié)點23172.348167.434164.679164.061167.091178.399節(jié)點24167.103163.163163.222167.192180.300210.724節(jié)點25167.403165.303168.943178.141201.987251.726節(jié)點26124.543110.336101.41497.624101.253122.786節(jié)點27121.547106.81898.03394.999100.836127.156節(jié)點28111.54695.09187.02986.971101.127144.984節(jié)點29104.92487.36680.04882.387102.889159.665節(jié)點30101.87483.83377.17581.183105.840170.796節(jié)點31102.16986.22883.54693.159128.858212.696節(jié)點32133.257124.680126.274137.373170.639243.645節(jié)點33132.823124.134125.731136.945170.572244.392圖3.4DG接入不不同節(jié)點的線損可以看出，每個波形基本上有四個峰，因為這條線有四個支路，每個支路末端的網(wǎng)損最大。當(dāng)市電接無功容量相同，且DG接在兩條較短的線路時，系統(tǒng)有功網(wǎng)損線（如22節(jié)點和25節(jié)點）的最低點要高于DG接在兩條較長的線路時的最低點。因此，分布式能源接入高負(fù)荷長線路時，降低網(wǎng)損的效果更加明顯。另外，在低容量并網(wǎng)區(qū)，節(jié)點22的系統(tǒng)有功網(wǎng)損大于DG并網(wǎng)前系統(tǒng)有功網(wǎng)損，其他線路節(jié)點無此現(xiàn)象。但在大容量區(qū)域，不僅DG連接到節(jié)點22時，而且DG連接到其他線路時，系統(tǒng)線損都比并網(wǎng)前高。分析表明，有效地減少有功網(wǎng)損，DG網(wǎng)絡(luò)連接的位置并不容易被連接在短線的低負(fù)荷區(qū)，而無功功率容量DG并網(wǎng)不能過大。3.3分布式能源接入對電壓的影響分布式能源對電壓分布的影響由接入容量和接入位置決定。首先考慮相同的分布式供電容量對節(jié)點電壓的影響。為了使電壓上升最大化，我們選擇長線高負(fù)荷端節(jié)點33和線損靈敏度最高的節(jié)點18進(jìn)行分析。2個節(jié)點連接相同容量的DG，分別為400kvar、800kvar、1600kvar和2200kvar。表3.6不同容量的無DG對節(jié)點電壓的影響節(jié)點不加裝400千乏800千乏1600千乏2200千乏11111120.9970.9970.9980.9990.99930.9830.9840.9870.9930.99340.9750.9770.9820.9920.99350.9680.970.9770.9920.99360.950.9540.9671.0041.00970.9460.9520.9671.0141.02180.9410.9470.9641.0131.0290.9350.9420.9621.0221.031100.9290.9380.9611.0321.043110.9280.9370.961.0331.044120.9270.9360.961.0341.045130.9210.9310.9611.0541.069140.9190.9290.9591.0581.076150.9170.9280.9571.0611.081160.9160.9260.9561.0651.087170.9140.9240.9541.0781.108180.9130.9240.9531.0831.115190.9970.9970.9970.9980.998200.9930.9930.9940.9940.995210.9920.9920.9930.9940.994220.9920.9920.9920.9930.993230.9790.980.9830.990.99240.9730.9740.9760.9830.983250.9690.970.9730.980.98260.9480.9530.9661.0051.01270.9450.950.9641.0051.011280.9340.940.9591.0171.025290.9260.9330.9551.0261.037300.9220.930.9521.0251.038310.9180.9260.9481.0311.047320.9170.9250.9471.0341.051330.9170.9240.9471.0391.058圖3.5不同容量的DG對節(jié)點電壓的影響當(dāng)DG容量較小時，首先利用DG所連接的容量來輸送網(wǎng)絡(luò)連接節(jié)點的負(fù)荷，同時DG也提高了其并聯(lián)節(jié)點的下游節(jié)點電壓。當(dāng)接入電網(wǎng)的DG無功容量逐漸增大時，剩余電量將沿其并網(wǎng)點附近的負(fù)荷向上游輸送，反向潮流將隨之發(fā)生。因此，在DG接入點的上游饋線部分，電壓從供電側(cè)到DG接入點逐漸升高。此時DG并聯(lián)網(wǎng)點出現(xiàn)電壓最高值。因此DG與配電網(wǎng)中各容量的融合會使各負(fù)荷節(jié)點電壓不同程度的增加，DG接入的容量越大，電壓越高。當(dāng)DG接入容量增加到一定程度時，DG的并聯(lián)節(jié)點和鄰近節(jié)點會產(chǎn)生過電壓。當(dāng)DG容量逐漸與總負(fù)荷相等時，DG并網(wǎng)電圧標(biāo)幺值超過1.05，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。下面分析系統(tǒng)電壓對DG接入位置的影響。分布式能源發(fā)電量不變，占系統(tǒng)總負(fù)荷的40%。改變DG在系統(tǒng)中的接入位置，分別選擇該線的頭、中、尾，即靠近電源的1號節(jié)點，支路中段的9號節(jié)點和18號節(jié)點，支路尾部的25號節(jié)點和33號節(jié)點。系統(tǒng)節(jié)點電壓分布的仿真結(jié)果如下：表3.7DG接入不同節(jié)點時的電壓節(jié)點節(jié)點1節(jié)點9節(jié)點18節(jié)點25節(jié)點3311111120.9970.9970.9970.9970.99730.9830.9850.9850.9850.98540.9750.9790.9780.9770.97950.9680.9720.9720.970.97360.950.9580.9580.9510.95970.9460.9590.9580.9480.95580.9410.9550.9550.9430.95190.9350.9530.9530.9370.944100.9290.9480.9520.9310.939110.9280.9470.9510.930.938120.9270.9450.950.9290.936130.9210.9390.9510.9230.93140.9190.9370.9530.920.928150.9170.9360.9550.9190.927160.9160.9350.9570.9180.925170.9140.9330.9660.9160.923180.9130.9320.9690.9150.923190.9970.9970.9970.9970.997200.9930.9930.9930.9930.993210.9920.9930.9930.9920.993220.9920.9920.9920.9920.992230.9790.9810.9810.9830.981240.9730.9750.9740.980.975250.9690.9710.9710.9810.971260.9480.9560.9560.950.958270.9450.9540.9540.9470.956280.9340.9430.9420.9360.951290.9260.9340.9340.9270.947300.9220.9310.9310.9240.945310.9180.9270.9260.920.947320.9170.9260.9250.9190.948330.9170.9260.9250.9180.952圖3.6DG接入不同節(jié)點時的電壓從圖可以看出，DG接入分支尾節(jié)點的影響25和33節(jié)點電壓從節(jié)點1到5的非常相似的DG接入節(jié)點9和18，解除對電壓的影響從節(jié)點6到17相對較小。節(jié)點25和節(jié)點33的節(jié)點1-5屬于線路上游，節(jié)點6-17屬于下游；說明DG對其接入點上游節(jié)點電壓有較大影響。當(dāng)DG接入位置接近線路末端時，DG接入點及其附近節(jié)點的電壓將顯著增加。當(dāng)DG連接到18號節(jié)點時，18號節(jié)點及附近節(jié)點的電壓會顯著增加，而其他饋線28-33號節(jié)點的單位電壓仍不會顯著增加。當(dāng)DG接入節(jié)點33時，雖然25-33節(jié)點由于DG的注入功率增加了電壓，但DG對主饋線節(jié)點電壓的影響較弱。因此，要充分發(fā)揮DG提高電壓質(zhì)量的作用，需要合理選擇DG的接入位置和容量，而不是盲目選擇電壓最低點或分支端節(jié)點作為DG的接入點。4對分布式電源接入配電網(wǎng)的管理原則和規(guī)范的策略4.1在管理方面的策略現(xiàn)階段來說，分布式電源接入引起電壓質(zhì)量問題的主要根源在于配電網(wǎng)中分布式電源不合理接入以及配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)欠合理，比如供電半徑偏大、分布式電源集中于線路末端接入等方面，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓偏高或偏低而引起電壓合格率較低。因此，配電網(wǎng)的無功電壓管理策略的制定要以分布式電源管理和配電線路結(jié)構(gòu)管理為核心，同時加強(qiáng)建立和完善電壓質(zhì)量管理的常態(tài)機(jī)制，加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)管理等手段，以提高電壓質(zhì)量的保障能力。對管理工作的建議主要有以下方面：（1）建立不同滲透率的配電網(wǎng)線路電壓質(zhì)量管理體系。根據(jù)分布式電源的滲透率將配電網(wǎng)線路進(jìn)行分類管理，構(gòu)建不同層次滲透率的配電網(wǎng)分類管理體系，針對每一層次滲透率的配網(wǎng)線路做好電壓質(zhì)量分類規(guī)劃、統(tǒng)計分析及考核評估工作。（2）加強(qiáng)分布式電源的無功電壓控制管理。根據(jù)實際運(yùn)行的情況運(yùn)用適宜的分布式電源調(diào)度與控制方法，且應(yīng)根據(jù)風(fēng)、光、水等資源的季節(jié)性進(jìn)行差異化的調(diào)度計劃制定及無功電壓控制。例如針對一年之中光照強(qiáng)弱差異的季節(jié)，河流的豐水期與枯水期的差異等進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，使得配電網(wǎng)的無功電壓控制能夠與分布式電源的運(yùn)行形成配合機(jī)制。（3）加強(qiáng)配電網(wǎng)線路運(yùn)行維護(hù)管理。通過開展配電網(wǎng)運(yùn)行分析工作，定期地對各配電網(wǎng)絡(luò)的供電半徑、線路運(yùn)行狀況、用戶側(cè)負(fù)荷特性等方面進(jìn)行信息采集與分析，掌握配電網(wǎng)供電范圍內(nèi)低壓用戶的結(jié)構(gòu)以及分布情況，要強(qiáng)化配電設(shè)備的運(yùn)行與維護(hù)管理，定期查檢運(yùn)行中的無功補(bǔ)償設(shè)備，及時對無功設(shè)備存在的問題及缺陷，這將有助于設(shè)備完好率的提高。合理制定配電網(wǎng)電壓曲線。制定變電站層面的電壓控制曲線