浅析分布式新能源电网承载力计算

肖蕾 刘亮 杜涛

国网湖北省电力有限公司孝感供电公司 湖北孝感 432000

1 背景及意义

近年来，在国家有关政策的鼓励和扶持下，我国分布式光伏呈现出“点多面广、局部高密度并网”的高速发展态势[1]。

电网作为大型基础设施，从规划决策到建成投产的周期较长，远远大于分布式光伏电站的建设周期。因此，在安排分布式光伏开发计划布局时，应充分考虑电网建设合理工期，在既定电网网架的基础上，充分考虑既定电网的接纳能力，有序、合理地接入[2]。

2 分布式新能源承载力计算

2.1 热稳定评估

热稳定评估指基于变压器、线路的历史负载时序，以变压器或线路热稳定不越限为原则，评估分布式光伏可新增容量裕度。首先，计算历史各时刻点变压器和线路的反向负载率，t 时刻的反向负载率 ( )tλ ，按以下公式计算：

接着，评估变压器或线路供电范围内可新增分布式光伏容量Pm，按以下公式计算：

2.2 电压偏差校核

电压偏差校核以无功功率就地平衡和分布式光伏接入前后电网电压不越限为原则，待校核容量（mP ）的分布式光伏接入后导致的各级母线电压偏差按以下公式计算：

式中：UN为各级母线额定电压；分别为分布式光伏注入的有功功率和无功功率增量；分别为电网阻抗的电阻和电抗分量；在高压电网中，一般，可忽略电网电阻分量，则：

式中：scS 为母线小方式短路容量；国标《分布式电源并网技术要求》规定分布式光伏功率因素调节范围为0．98（超前）-0．98（滞后），可据此估算无功注入量 QΔ 的正负最大值。

根据评估周期内各级母线电压时序和国家标准《电能质量供电电压偏差》规定的电压偏差限值，估算分布式光伏接入导致的正负电压偏差允许值 U+Δ 和 U-Δ 。然后，按以下公式校核：

式中： Uδ+、 Uδ-为按公式（4）计算得出的正负电压偏差极值。

2.3 谐波校核

谐波校核以系统中分布式光伏接入电网节点谐波电流值、间谐波电压含有率不越限为原则。谐波校核须根据现场谐波实测值不超标为原则，见表1。

3 某地级市新能源承载力计算结论

经测算得我国中部地区某地级市各县市区、各220kV 主变供区分布式光伏可增容量897．87MVA，具体容量如下：A 县116．05MVA、B 区137．63MVA、C 市283．48MVA、D 市291．78MVA、E 县10．04MVA、F 县9．69MVA，G 市49．2MVA。

针对该市地域负荷结构得出结论，分布式光伏接入容量较大的地区均为用电负荷较重、集中式新能源规模不大的地区；

分布式光伏接入容量小的地区，其接入限制因素一是供区用电负荷小，就地消纳分布式光伏出力的能力有限；二是集中式新能源规模大，而电网设备额定容量相对固定，分布式光伏的发展空间受压缩；三是分布式光伏分布不平均，南北多，中部少，各变电站运行方式限制了分布式光伏接入。

针对以上原因，提出提升分布式光伏承载力的解决方案：一是合理引导分布式光伏选址，在用电负荷大的片区建设分布式光伏，满足就地消纳。二是优化运行方式，平衡同一县市区内不同220kV站片区新能源上网容量[3]。

4 结语

表1 分布式光伏承载力评估等级划分依据

以上分析可以得出,结合本地区电网实际负荷情况，切实做好分布式新能源电网承载力计算工作，能有效指导本地区电网规划，建设，优化电网结构，积极消纳新能源电能，降低碳排放，为全球环境治理贡献力量，通过优化电网技术努力实现，中国二氧化碳排放于2030 年前达到峰值，努力争取2060 前实现碳中和。