分布式风电对配电网电压的影响

刘丹

摘要：社会工农业生产速度加快，人们在生产生活中对能源的需求增加，所以我国开始大力支持风力发电，风力发电属于可再生能源，对社会经济与环境的持续发展有积极的促进作用。基于此，近年来我国开始加大风场的建设与开发力度，为了进一步促进风电场建设效率和现代化程度的提升，对分布式风电对配电网电压的影响展开了研究，以促进电力领域的长足发展。

关键词：分布式风电;配电网;电压

分布式风电场具有发电方式灵活、环境效益好等优势，是促进风电资源进一步开发的可行之策。对于分布式风电场接入的配电网系统，其风电功率有所波动，一旦配电网出现故障，风机的故障穿越特性，会导致配电网电压稳定性受到影响。因此，提高分布式风电场的的稳定性，避免配电网系统发生故障，是应用分布式风电场过程中需要考虑的重点因素。

一、分布式发电简析

分布式发电的功率处于几十千瓦到几十兆瓦之间，是一种分布在负荷附近的发电设施，具有清洁、环保的优势，能实现可靠、高效以及经济发电。目前在风电项目中分布式电源主要有太阳能光伏发电、风力发电、微型燃气轮机发电以及燃料电池几种形式，这些电源种类，与传统大电网集中式发电相比，没有了高压电网远距离传输的必要性，所以线路建设成本得以降低。但是，将分布式发电直接接入配电网中，使得电网单向潮流模式发生了改变，这对传统电网产生了较大冲击。分布式发电在配电网中接入，对配电网供电的潮流、短路电流和网络供电可靠性与经济性都造成影响，因此应用分布式发电时，应重点针对以上问题进行分析，以促进分布式发电在配电网中的更好应用，更好的发挥出分布式发电的优势，提高供电网络的可靠性和安全性[1]。

二、分布式风电对配电网电压的影响

目前已有不少文献中论述了分布式风电对电网电压的影响，通过对接入分布式电源后配电网潮流大小与方向变化的分析，得出灵敏度分析的方法，能够有效获得系统电压受到分布式电源影响的程度信息，然后对分布式电源接入不同位置和出力等影响系统电压情况进行研究，得出相关影响因素，据此得出控制方法。除此之外，进行风电导致电网电压波动和闪变的研究，发现风电导致电网电压波动较大、闪变较为严重，然后选择适合的电压等级、电路电抗、电阻比以及并网点，能够实现对电压波动和闪变的有效控制。并且，短路比与刚性率是评估配电网供电电压质量受分布式电源影响的有效方式，利用建模仿真的方法，对不同类型分布式电源对电网电压的影响情况展开分析，发现逆变型和旋转型分布式电源对电网电压产生的影响不同。随后，对分布式电源在发电波动、启停过程中对电网电压的影响进行分析，以及接入分布式电源以后，配电网电压的波动情况。分布式风电穿透功率与电网静态电压稳定性有一定的关联，当分布式风电接入线路中后，利用戴维南等值，得出分布式风电电网节点的简化模型，能够推导出分布式风电渗透率与电网负荷节点电压之间的关系[2]。

对线路段有功于无功功率与电压波动之间的关系进行分析，得出系统有功功率、吸收的无功功率、额定电压、线路电阻、电抗之间有一定的关系，能够推导出电压波动值。从实际情况的分析来看，风力发电机组并网线路不长，两端电压差异不大，则能够进一步将电压波动与相关因素之间的等式关系简化，得出线路段注入的无功功率、有功功率变化时，电压发生波动。并且，线路电抗和电阻因素也是导致电压波动的原因。在电网实际线路中，电抗中的系统等值电抗所占比重较大，而系统等值电抗又与短路容量成反比例关系，所以系统电源等值阻抗减小时，短路容量增大，风力发电机组对电网电压造成的波动程度就越小[3]。

配电网电压波动与分布式风电渗透率之间存在一定的关系，利用外网线路等值方法，在供电系统正常运行的情况下，分布式电源在单位功率下运行，配电网电压波动和分布式风电渗透率之间存在一定的等式关系，经分析得出，分布式电源的输出功率，将会对并网点电压造成直接影响，渗透率和并网点电压存在一定的联系[4]。

三、结束语

综上所述，分布式风电场介入配线系统后，会对配电网电压造成一定的影响，造成电网电压的波动，影响整个电网系统的稳定和安全。为了更好的促进分布式风电场在配线系统中的应用，对配电网电压受分布式发电的影响情况展开了分析，通过推理出影响配电网电压的因素，进一步了解分布式风电对配电网电压的影响情况，以促进有效的应对措施的制定和实施，更好的发挥出分布式风电场的环保、清洁、经济性好、运行可靠等优势，促进我国风电领域的进一步发展。

参考文献：

[1]时钟. 主动配电网中分布式电源优化配置研究[D].上海电机学院，2019.

[2]张睿. 分散式风电接入對配电网暂态电压影响[D].长春工业大学，2018.

[3]张家熙，李德鑫.分布式风电场对配电网暂态电压稳定性的影响[J].吉林电力，2017，45（01）：24-27.

[4]禹华军，牟金善，潘三博.分布式风电对配电网电压的影响[J].上海电机学院学报，2016，19（03）：176-181.

（作者单位：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院）