分布式电源对配电网电压水平的影响研究

杨 楠,张 强

（1.山西省电力公司检修分公司;2.山西省电力公司计量中心, 太原 030032）

分布式电源对配电网电压水平的影响研究

杨 楠1,张 强2

（1.山西省电力公司检修分公司;2.山西省电力公司计量中心, 太原 030032）

分布式电源的接入配电网将会对配电网电压分布产生很大影响。如何减少分布式电源并网后给配电网电压带来的影响，已经成为当前迫切需要解决的问题。这就要求对接入分布式电源的配电网进行充分研究，从而总结出一套切实可行的将分布式电源接入配电网的运行方案，以提高配电网的安全性与经济性。

分布式电源；配电网；电压分布

1 绪论

当今世界供电系统的主要供电方式仍旧采用集中式供电这种形式，但是大电网分布的地域广大，接入的设备多且复杂，其中的任何一处故障，其影响将会扩散到全网，严重者将造成整个电网系统的崩溃解列。为解决这些日益突出的问题，欧美发达国家提出了大电网与分布式发电联合并网运行的供电方式，以此来提高原有电力系统的安全性、可靠性与灵活性。然而，这种新的供电模式对原有电网运行的安全性与可靠性以及电网的规划与管理产生很大的影响。分布式电源接入配电网将会对配电网电压质量、继电保护和电网规划等方面产生多层次的影响。

本文采用的算例是标准的IEEE33节点网络。经过统计可知，此配电网中总的有功负荷为3715kW，无功负荷为2300kVar。基于安全性和经济性的考量，分布式电源一般都工作在额定工况附近。这样其发的有功和无功基本上保持不变。

2 接入点不同对配网电压分布的影响

通过仿真分析可知，沿着潮流的方向，各节点电压逐渐降低。距离电压源越近的节点，其电压越高。由于节点17所在的线路负荷较重，加之线路较长，作为此分支线路的末节点，其最终电压降落最大，电压最低。虽然23、24节点所在支路的负荷较重，但距电压源较近，因而其电压的降落不是很明显。

为了研究分布式电源接入点对配网电压的影响，这里进行仿真算例1.1的研究：在节点31、21、17、14、24分别接入容量为400、200、200、100和100kW的分布式电源。在本算例中，接入分布式电源的节点基本位于线路的末端。在验证分布式电源对配电网电压分布影响的同时，也便于与其他接入位置和接入容量的分布式电源并网方案进行比较。

根据仿真所得的数据将各节点在配电网并入分布式电源前后的电压绘制在图上，如图1所示。

图1 算例1.1中各节点电压分布

经过比较分析可得到结论, 当配电网中没有接入分布式电源时，处于线路末端的数个节点的电压已经很低，处于安全运行的临界位置。当在负荷高峰时，线路末端的电压有可能越过极限位置。同时从图中可以看出，布式电源接入配电网运行后，路上的电压有明显的抬升，布式电源对各节点的电压起到了支撑作用。可以说分布式电源对配电网各节点的电压分布改善的作用非常明显。

在算例1.1中，六个分布式电源的接入位置基本上位于馈线的末端。从以上的分析中我们可以看到，此种接入情况下，分布式电源对配电网的电压起了支撑作用。但是此方案的优劣我们无法直接判断。因而本文又设计了四组对照接入位置，具体接入方式此处省略。

各实验方案的位置接入特点是：

方案1.2：分布式电源并入线路上负荷较重的节点。

方案1.3：分布式电源沿着一条主要支路并入网络。

方案1.4：分布式电源在配电网的分支节点处并入网络。

方案1.5：分布式电源集中分布。

图2 各算例仿真电压图

按照上述方案，分别对配电网系统进行仿真，将结果绘成图2。从图2中我们可以看到在总的出力相同的情况下，任何接入方式都会对配电网的节点电压起到一定的支撑作用。但是不同的接入方式对整个网络的电压支撑作用有着明显的不同。并且，不同的接入位置对不同的线路上节点支撑作用的大小也是明显不同的。从图中我们看出，原来的接入点并不是最理想的，方案1.3的接入方式好于实验方案1.1，方案1.1又好于方案1.4。所以科学选择接入点可以更好地对配电网电压进行控制。

3 结论

分布式电源的接入将会对配电网的电压分布产生很重要的影响。而这一影响的大小与分布式电源的容量和接入位置有着很大的关系。综合比较上述各方案的电压分布，结合大量的仿真实验数据，我们可以发现以下基本规律：

（1）分布式电源的接入点越靠近系统的母线时，对系统的电压分布的影响越小。

（2）在总容量相同的情况下，分布式电源分散接入配电网对各节点的电压支撑作用的效果明显优于集中式的接入。

（3）从维持电压变化率的角度上看，分布式电源的接入点不宜选分支线路上的中间节点处，选在线路的末端或靠近尾部较为合适。

（4）对于辐射式网络，一种分布式电源的接入位置方案，往往不能照顾到所有的支路，而一般以长线路作为主要的参考线路较为合适。

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