分布式電源接入電力系統穩定運行影響

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了分布式電源接入電力系統穩定運行影響范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：在電力系統引進分布式電源之后，可以對繼電系統以及電壓分布等方面產生影響。對此，本文簡單介紹分布式電源類型，并分析了電力系統運行中分布式電源產生的影響，希望能夠為相關人員提供參考，保證電力系統可靠運行。

關鍵詞：分布式電源；電力系統；穩定運行；影響分析

1分布式電源分類

1.1風力發電

當前，風力發電在我國已經得到廣泛應用，并且我國相關技術快速發展推動下，該發電方法得到快速發展。其發電原理就是借助風能促使風機葉片發生旋轉，借助變速箱促使轉速發生轉變，進而和發電機互相匹配，實現風力發電目標。此過程是對風動能進行機械能轉變，之后對機械能進行電能轉變。

1.2太陽能光伏發電

太陽能發電主要借助太陽能電池板促使太陽能實現電能轉化。太陽能電池板主要借助半導體元件電子學特性，促使光能轉化為電能。太陽能電源產生的能量可以保證用戶生活與照明用電得到滿足，當前，西方發達國家已經將該方式對區域電網進行并網處理[2]。

2分布式電源對于電力系統穩定運行的影響分析

2.1電壓分布受到的影響

在配電網采用分布式電源之后，電力系統結構會出現變化，所以潮流大小與方向也會出現變化，最終導致電力系統電壓分布出現變化，而此種變化會對電力系統工作的安全性與穩定性產生較大影響。其中分布式電源接入位置是影響電壓分布的主要因素，若是接入點與母線間距較大，會明顯影響電壓分布。若是分布數量節點較多，則會有效支持電壓[3]。在節點潮流和分布式電源的輸出潮流出現疊加現象之后，會導致節點電壓增加，無法保證穩定狀態，見圖1。通過圖1能夠發現，若是接入位置較為固定，則隨著電源總力增加，電壓支撐作用也隨之增加，可以提高電壓整體水平。比如，G發電廠在接入220KV隴海變之后，其母線電壓是228.02kv,并且1#主變負荷在達到28.28MW情況下，基于特定變比條件，11OKV的I母線電壓是107.1502kv。其輸出有功為6.7Mvar、有功為26.7MW，在其他電網參數不變條件下，11OKV的I母線電壓是108.3512kv，有效提升了I母線電壓。

2.2電能質量受到的影響

將分布式電網接入電力系統之后，配電網潮流方向出現變化，負荷功率與電源出現變化之后，網絡潮流出現變化，若是電源輸出功率比用戶需求大時，會改變潮流方向，而潮流方向與大小對網絡節點電壓會產生較大影響。同時，反饋電壓控制裝置和電源之間會互相影響，最終出現電壓善變問題。供電部門應該對電壓管理進行強化，借助對電能量管理系統進行檢測，對AVC控制策略進行合理調整。在實際應用中，若是電源接入方式存在差異，則電壓波動也會產生相應差異。例如，若是單相接地出現故障，因為故障相電壓增加，能夠避免出現電壓跌落問題。但是非故障相的電壓會高于額定電壓最終出現故障。出現三相短路問題之后，分布式電源可以對跌落電壓形成填補作用，有效提高電力系統工作運行性。若是分布式電源的能源類型存在差異，則也會影響電網電壓。比如，在某220KV變電站中，1#變壓器與2#變壓器均出現重載，兩者容量分別為150MVA與150MVA，在變電站接入110kv白馬804線路之后，風電場在發電過程中發生力不定問題，接入電網之后使得電壓不穩定。

2.3諧波污染

因為風力與太陽能等發電形式主要以直流電為主，需要借助逆變器才可以與交流配電網結合，因為逆變器啟停操作頻繁，在開啟或是關閉的瞬時能夠形成諧波分量，若是逆變器觸發脈沖與參數出現變化還會形成直流電，導致電壓波形出現畸變現象。諧波污染會導致電壓變形出現電容組共振以及電壓變形超出要求范圍等問題。相關研究顯示，隨著分布式電源和母線間距縮短，其諧波分量會減少，總處理決定了諧波畸變率，在節點負荷增加過程中，畸變量也會隨之增加。所以，需要對其接入位置進行合理規劃[4]。

2.4繼電保護器受到的影響

現階段，我國中壓配電網與低壓配電網等主要采用單電源形式，建立輻射型配電網絡。此種結構的潮流方向明確、運行簡單，同時故障基本上為瞬時故障。然而在采用分布式電源之后，會導致原配電網結構更加復雜，建立多元網。在此種電源數量增加過程中或是容量較大，則原系統的保護效果會受到影響，無法短時間判斷以及維修故障問題，對系統安全性產生嚴重影響。為了保證系統運行可靠性與安全性，S電力公司的繼電保護人員應該注意以下幾點：①北郊變應該增加10kv間隔，安裝110kv故障錄波器。②更換35kv北苑變與110kv黃橋變交直流屏等。

2.5電力系統線路損耗受到的影響

新能源發電在經濟效益較為突出，而由于新能源發電裝機的容量較小，主要由于區域內用電，可以促使電源點不足造成的供電不足問題得到有效解決，同時用于區域內電力系統，能夠有效降低線路損耗，促使新能源利用率得到有效提升。比如，以S電網公司的L變電站，其主變為2臺，容量是40MW，沒有接入DG前，無法有效滿足當地用電需求，例如，在2019年8月16日，因為夏季氣溫較高，用電高峰期L變站出現了主變過載與滿載等問題，基于此種情況，主要借助輪休用電企業的方式緩解供電壓力。在變站接入20MW容量DG之后，促使其高峰期主變過載問題得到進一步緩解，選擇煤矸石機組，在35Kv母線上接入。因為DG對無功有功潮流產生一定影響，所以也會影響電網網損，通過線損理論計算軟件，以B電廠、G電廠、J電廠、Q電廠接入DG與停運DG對于S地區電力系統和線損影響展開分析。實測內容與范圍為：S地區35kv、110kv與220kv變電站中主變三側110kv與220kv進出線開關、總開關各個正點無功功率、電流、有功功率等。在實測當地0:00與次日0:00各測依次10kv、35kv、110kv、220kv開關與總開關的無功電度表與有功電度表，對日有功電量與無功電量進行計算。S地區周邊35變站數量為1個，110kv變電站數量為6個，對其10kv出線開關每小時正點電流和無功電量與有功電量進行抄錄[5]。通過SCADA系統對主網無功功率、有功功率、電壓與電流等實時數據進行采集。采用潮流計算軟件開展計算工作，通過容量法進行10kv線損計算等。見下表。通過上表能夠發現，B電廠、G電廠、J電廠、Q電廠接入DG前線損率為97%，而接入DG之后線損率為96%，所以通過接入DG能夠有效減少電力系統線損率，進而有效保證系統運行穩定性。

參考文獻

[1]陳東海,喬月輝,李智,張興,杜士平.分布式電源接入對配電網設備利用率的影響研究[J].科技經濟導刊,2020,28(28):58-59.

[2]孫充勃,李敬如,羅鳳章,原凱,宋毅,張天宇.考慮分布式電源接入的配電系統典型算例設計[J].電力建設,2020,41(10):47-62.

[3]郭清元,莫超,吳杰康,吳帆,唐惠玲,陳靈敏.分布式電源接入的配電系統多類型無功源出力優化方法[J].電力工程技術,2020,39(05):211-219.

[4]張煬,程韌俐,馬偉哲,祝宇翔,史軍,任學哲.基于CVaR的含分布式電源配電網電壓偏移風險評估方法研究[J].微型電腦應用,2020,36(02):23-26.

[5]桂前進,江千軍,徐瑞翔,陳超,郭強,吳冬陽.關于電力系統分布式電源接入電網承載力估算研究[J].通訊世界,2020,27(05):172-173.

作者：馬誠 單位：西安工程大學