(贵州大学电气工程学院贵州省贵阳市550025)
摘要:当前,伴随着电力系统的进一步发展和完善,分布式发电的方式得到了普遍发展和有效应用。然而,当分布式电源接入放射状链式配电网之后,就会对配电网的电压产生一定的影响,因此,为了有效避免这种现象,提升工作效率,需要采取相应措施来解决问题。本文简要概述了分布式发电的概念,并且结合33节点的配电网,分析了DG接入位置和功率因数的变化,对配电网电压分布的影响。
关键词:分布式发电;配电网;电压分布
近年来,将分布式电源和配电网进行结合,从而促使配电系统逐渐从无源网络转变为有源网络,成为国外发达国家的一种先进供电方式。这种并网运行的方式,有助于确保电力系统运行的安全性、可靠性,从而推动电力系统的稳定、有序发展。然而,随着分布式电源的接入,配电网的电压分布和工作质量也会产生重要影响,为了确保电网的稳定运行,需采取有效措施,来强化对配电网络的管理工作,在安全系数较高、经济效益较好的基础上,来完善相应的配电网模型,并且展开对电压分布的研究过程。本文对此进行了相关分析和探讨。
1.分布式发电概念解析
分布式发电是指功率在几十千瓦和几十兆瓦之间的清洁环保发电设施,通过模块式的方式分布在负荷的周围,从而实现可靠、经济的发电。与传统的集中式发电的方式不同,分布式发电的规模比较小,而且距离用户较近,一般情况下,分布式发电可以实现直接供电,或者根据用户需求,来完成电能的输送工作。将分布式电源接入到配电网中,在很大程度上将会影响调度运行、电能质量、输电网的电压及系统保护等。在分布式电源接入到配电网中时,对于不同节点类型进行潮流计算时,需采取不同的处理方式。对于采用分布式电源的传统燃气轮机和内燃机,可以采取同步发电机,并且可以将其处理为PV节点。对于其他的分布式电源如燃料电池、风电发电机组、微型燃气轮机及光伏发电系统等,可以通过逆变器来和电网相连,并且将控制电流的逆变器处理为PI节点。本文将使用异步发电机的风力发电机作为分布式电源,在进行潮流计算时,将其当成PQ节点来进行分析,并且DG的无功功率和有功功率作为一个定值,可以将其当作PQ节点,来简化对结点的处理。
2.仿真分析
2.1DG位置对电压的影响
为了分析DG位置对电压的影响作用,可通过确保分布式电源的出力稳定,改变他们的位置的方式,来进行探讨。在分析时,对于DG容量的选择,需确保其满足要求,然后通过不断改变系统中DG的接入位置,来分析系统电压的变化。为了确保结果更加清晰有效,可选择一个DG接入到电网中,并且接入到系统的首部、中部等具有代表性的位置。通过仿真结果可以看出,对于总出力相似的分布式发电系统,其分布的位置不同,所得到的电压数值也不相同。DG距离系统母线越接近,对系统电压的影响就越小;当把DG接入到末节点时,就会造成局部电压的数值较高,即可能大于额定电压,从而影响用户的正常使用;当DG不再进行运行时,也会导致电压在线路末端的变化范围较大,从而引发电能质量问题;当把DG接入到馈线的中间位置时,在线路中部就会具有较大的电压。因此,综上,为了确保电网的稳定和安全,可将DG接入到线路中间偏末端位置,不可在末节点进行接入。
2.2DG功率因数对电压的影响
在探讨DG功率对电压的影响情况时,需控制DG的位置和容量保持不变,通过改变功率因数,来分析功率因数的不同,对系统电压所带来的影响。由仿真结果可以得出,DG的功率因数不同,在接入系统中时,对系统电压的影响也不相同。相比于超前的功率因数,滞后功率因数可以极大的改善系统的电压。接入系统的DG功率为超前功率时,对电压的影响作用不大,因此,对系统电压的改善作用不明显,当功率因数达到一定数值时,还会出现电压下降的现象;当接入系统的DG功率为滞后功率时,DG就会在配电系统中,释放出无功功率,从而极大的满足负荷对无功功率的需求,促使输电线路的无功电流降低,最终导致有功损耗减小,促使电压升高。当分布式电源的功率因数发生改变的过程中,由于分布式电源对于无功功率的吸收逐渐降低,馈线潮流不断减小,从而造成分布式电源上游位置的电压降不断降低,馈线电压曲线出现上移的情况。当功率因数逐渐发生改变时,分布式电源对于无功功率也从吸收转变为输出,线路上的潮流出现增加趋势,电源上游的馈线,发生电压上升的情况,线路的电压曲线也在逐渐发生改变。在这个过程中的某一功率因数值,促使线路的潮流和电压降变为最小值。这个功率因数的数值和负荷的功率因数有关,并且和分布式电源及负荷二者之间功率的比值有关联。分布式电源对于无功功率的吸收到输出的过程,也即是
功率因数变化的过程。当分布式电源对于无功功率的发出数值,大于负荷对无功功率的吸收时,馈线上的最大电压数值就会在分布式电源的节点位置出现,电源对于无功功率的输出越大,节点的电压的上升趋势就会越明显,因此,在实际运行的过程中,为了防止电压越限,需采用一定的调压装置。
3.结语
综上,作为一种先进的发电技术,分布式发电既可以充分利用各种能源,提高能源利用效率,又具有较好的环保性能,因此,这种方式在使用时,具有较好的节能性、灵活性和安全性,有助于极大的提升电力企业的经济效益,并且带来一定的社会效益。因此,需要充分发挥DG在电网中的应用优势,并且加强对DG在配电网中使用的分析,从而不断深化改革,改进不足,促进DG技术在维持电压稳定和改善网损方面发挥出重要作用。
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作者简介:王健峰(1988-10),男,汉族,籍贯:重庆市綦江区,当前职称:助理工程师,学历:硕士研究生,研究方向:电力系统可靠性