含分布式电源的配电网消纳能力研究

摘 要：該文进行了配电网接入DG的消纳能力研究。针对目前配电网辐射状分布、支馈线薄弱、农网供电半径长、低电压等现实情况，对消纳能力研判，借此合理规划DG在各个区域的合理分布。最后采用IEEE33节点进行算例分析和验证，结果表明收敛速度快、自适应能力，具有较强的工程实践指导价值。

关键词：配电网;分布式电源;消纳能力

1 研究问题

通过对目前DG接入的实际工程应用调研，大多数DG地处风能、太阳能资源较好的广大农村地区，而农配网与城市配网相比，在配网重构能力、电压水平、负荷承载能力等方面均不具备优势，因此着重对配电网接入DG的消纳能力进行研究，更具有现实意义和工程实践指导价值。

2 数学模型

3 算例分析

3.1 仿真系统及参数

选取IEEE33节点为例，设定节点1为配电线路平衡节点和系统电源点，设节点1电压为1.05 pu，线路主线最大允许电流为300 A，在允许调压范围内，各节点电压调压范围为0.95 pu-1.05 pu。各节点负荷均为恒功率模型，拓扑结构图如图1所示。

3.2 算法性能分析

本文同时采用改进人工鱼群算法与传统人工鱼群算法针对含DG配电网对光伏的消纳能力进行优化。

3.3 算例分析

在IEEE33节点算例中，选取2、16、17、30、32为DG接入点，采用5台额定功率500kW的逆变器模拟分布式光伏电源，逆变器功率因素设定为1，各节点电压值的变化情况如图3所示。

由图可见，由于配网线路单电源供电，原线路从电源点至负荷末端电压值呈总体下降趋势，且越到线路末端，电压幅值下降越明显，部分节点已明显低于0.95 pu的预设低电压幅值。而接入DG后，从整体情况上看，明显改善了节点电压值，特别是对DG接入点附近的节点，改善效果明显。

在约束条件的限制下，各DG实际有功出力及系统网损如表1所示。

由前面的分析可知，节点2因为线路最大允许电流、以及电压幅值已处于较高水平，DG有功消纳能力不高。节点16、17处于线路末端或者支路初始节点，具有较强的DG有功消纳能力，且对附近节点的电压水平有一定的协助提升。

在不改变原有条件的情况下，逆变器功率因素设定为0.95，各节点电压值的变化情况如图4所示。

功率因素为正数时，逆变器迟相运行，同时向配电网中送出有功和无功功率，由图4可见，较好地支撑了节点电压，各节点电压改善情况较为明显。与逆变器功率因素为1时相比，特别是对线路末端的节点电压情况改善更为明显。

各DG实际有功出力及系统网损如表2所示。

表2与表1对比可知，DG有功出力有一定的下降，而系统网损也明显降低。通常配电线路中以感性负载为主，逆变器迟相运行，向配电网中送出无功功率，补足系统无功缺失的同时，对节点电压提升效果明显。而节点电压的约束条件上限，又限制了DG的功率送出，因此造成了DG有功出力的下降。

在不改变原有条件的情况`下，逆变器功率因素设定为-0.95，各节点电压值的变化情况如图5所示。

功率因素为负数时，逆变器进相运行，向配电网中送出有功并吸收无功功率，由图5可见，节点电压改善效果不如前面两个算例明显。节点2因靠近电源点，电压降落不明显，而节点16、17、30、32因DG吸收无功而系统无法及时补足，与前两个算例相比，电压均有一定程度的降落。

各DG实际有功出力及系统网损如表3所示。

三组算例系统网损对比分析，DG进相运行时，系统网损最大;DG迟相运行时，系统网损最小。因DG迟相运行，支路节点电压提升作用明显，甚至局部出现逆向潮流，使得系统正向潮流最小。由此可见，若DG发出有功与系统负荷有功相等时，系统正向潮流最小，系统网损亦最小。

三组算例DG有功出力对比分析，DG进相运行时，有功出力最大;DG迟相运行时，有功出力最小。DG进相运行，吸收无功并靠系统自身补足，适用于电压水平较为稳定的节点，DG迟相运行，就地补偿无功的同时增发有功，适用于电压水平较低的节点。

4 结论

本文针对目前配电网辐射状分布、支馈线薄弱、农网供电半径长、低电压等现实情况，对消纳能力研判，借此合理规划DG在各个区域的合理分布具有较强的工程实践指导价值。

参考文献

[1]徐韵，颜湘武. 含可再生分布式电源参与调控的配电网无功电压优化控制研究综述[J]. 华北电力大学学报，2019，46（4）：16-30.

[2]董逸超，王守相，闫秉科. 配电网分布式电源接纳能力评估方法与提升技术研究综述[J]. 电网技术，2019，43（7）：2258-2266.

作者简介：

邓盼盼（1986—），男，汉，四川省乐山，硕士，工程师，从事电力系统稳定与控制研究。

基金项目：乐山职业技术学院科研项目“分布式电源接入配电网的承载力研究”编号：KY2019008