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      分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓分布的影響

      2019-04-19 08:51:16丁欣
      科學(xué)與技術(shù) 2019年13期
      關(guān)鍵詞:分布式發(fā)電配電網(wǎng)

      丁欣

      摘要:隨著人們生活水平的不斷提高,以及國(guó)家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,如何更好的滿足廣大人民群眾的用電需求已經(jīng)成為了當(dāng)下急需解決的一個(gè)問題。分布式發(fā)電已經(jīng)成為了當(dāng)下適應(yīng)社會(huì)需求的新型發(fā)電模式。它的概念是指在一定的范圍內(nèi),一些區(qū)域式的、分布在負(fù)荷周圍的一些相對(duì)清潔的發(fā)電設(shè)施,通常情況下,這些設(shè)施的功率大概在幾十千瓦到幾十兆瓦之間,并且這種發(fā)電方式具有經(jīng)濟(jì)、可靠的特點(diǎn)。近年來,分布式電源在電力系統(tǒng)中越來越常見,所以研究分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響已經(jīng)成了一項(xiàng)勢(shì)在必行的工作。本文將結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)資料以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓分布造成的影響進(jìn)行簡(jiǎn)略的描述。

      關(guān)鍵詞:分布式發(fā)電;電壓影響;配電網(wǎng);潮流計(jì)算

      引言

      分布式發(fā)電模式已經(jīng)在國(guó)內(nèi)廣泛的應(yīng)用,它影響著很多的工業(yè)、商業(yè)以及家庭用戶。與此同時(shí),他們的用電負(fù)荷具有波動(dòng)性大的特點(diǎn),造成波動(dòng)性大的各種不確定因素就會(huì)導(dǎo)致在配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)問題上出現(xiàn)很大的困難。能源危機(jī)是全球在普遍面臨的一個(gè)問題,但是由于燃煤以及核電存在著成本高、可持續(xù)性不強(qiáng)等弊端以及用電用戶對(duì)電力資源要求的可靠性不斷增加,遠(yuǎn)程發(fā)電技術(shù)和集中發(fā)電技術(shù)等又具有高成本、不穩(wěn)定等特點(diǎn),這就導(dǎo)致分布式發(fā)電逐步發(fā)展了起來。分布式發(fā)電具有節(jié)約、環(huán)保、靈活性高等優(yōu)點(diǎn),是適應(yīng)當(dāng)下資源匱乏問題以及人民需求的一種好方法。

      一:分布式電源容量對(duì)電壓的影響

      在測(cè)定分布式電容量對(duì)電壓影響的時(shí)候,為確保不受其他因素的干擾,首先要保證分布式電源的位置和數(shù)量是固定的。分布式電源不是配電網(wǎng)電的主體,但是它作為一種輔助電網(wǎng)的工具來說也是有很大的影響力的。如果分布式電源接入的數(shù)量太多,會(huì)使成本大大增加,難以體現(xiàn)分布式發(fā)電的優(yōu)勢(shì),不僅如此還容易出現(xiàn)一系列的事故,對(duì)繼電保護(hù)工作造成不好的影響。因此,為了避免這些危險(xiǎn)和浪費(fèi),應(yīng)當(dāng)盡量減少分布式電源的接入個(gè)數(shù)。

      根據(jù)遺傳算法和Matlab仿真得出來的數(shù)據(jù)顯示,分布于配電網(wǎng)中的分布式電源對(duì)饋線的電壓分布影響是很明顯的??梢钥吹剑诮尤敕植际诫娫匆院?,負(fù)荷節(jié)點(diǎn)上的電壓是有明顯的上升趨勢(shì)的,這就證明分布式電源對(duì)于電壓是有很大的影響的。分布式電源接入電網(wǎng)以后,系統(tǒng)的潮流會(huì)發(fā)生變化,確保將這種電壓的變化控制在安全范圍之內(nèi)是相關(guān)工作人員需要重點(diǎn)注意的,根據(jù)目前的經(jīng)驗(yàn)來看,最好的解決方式是對(duì)分布式電源的容量進(jìn)行限制。在只考慮穩(wěn)定電壓的要求下,根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)顯示分布式電源的接入容量應(yīng)當(dāng)在系統(tǒng)總?cè)萘康陌俜种氖笥視r(shí)是最好的。在實(shí)際的運(yùn)行中可以發(fā)現(xiàn),雖然網(wǎng)絡(luò)中接有多個(gè)分布式電源,但負(fù)荷總?cè)萘恳话闳源笥诜植际诫娫吹目側(cè)萘浚@是為保證整個(gè)配電線路是嚴(yán)格吸收型的受端網(wǎng)。所以在日常的工作過程中,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格的控制好分布式電源的接入容量,確保分布式電源容量對(duì)電壓的不良影響降到最低。只有這樣,才能保證用電的安全,同時(shí)也應(yīng)當(dāng)注意分布式電源的接入個(gè)數(shù),只有注意好這些問題,才可以保證將分布式發(fā)電的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最大程度,減少浪費(fèi)以及危險(xiǎn)因素。

      二:分布式電源位置對(duì)電壓的影響

      為了了解分布式電源對(duì)電壓的影響,在進(jìn)行測(cè)試之前應(yīng)當(dāng)確保每個(gè)分布式電源的出力是不變的,只改變它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中的位置。通過這種方式計(jì)算可以得到最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)以及信息。經(jīng)過分析可以了解到,分布式電源的接入容量在系統(tǒng)總?cè)萘康陌俜种氖笥視r(shí)工作效率最高,因此在測(cè)定位置影響的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)控制接入容量在百分之四十,在此前提下,分別改變分布式電源在系統(tǒng)中的接入位置,測(cè)定數(shù)據(jù),進(jìn)行分析。在實(shí)驗(yàn)過程中,為了確保實(shí)驗(yàn)效果更明顯,每次改變分布式電源的接入位置時(shí)只選取一個(gè)插口,并且為了確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果是具有代表性的,只總結(jié)分布式電源在插入首部、中部以及尾部時(shí)的效果以及規(guī)律。

      根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)得出來的結(jié)果可以總結(jié)出來一下規(guī)矩:在總出力相同的情況下,分布式電源在不同位置時(shí),得到的電壓分布有較大的差異。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以顯示出來,在更加接近母線的位置,對(duì)線路電壓的影響相對(duì)更小,分布式電源接到最后邊的時(shí)候,電壓升高的幅度很明顯,在一些危險(xiǎn)的情況下,甚至?xí)哂陬~定電壓的數(shù)值。這種情況是應(yīng)當(dāng)盡量避免的,并且會(huì)對(duì)用戶的用電產(chǎn)生一系列的不良影響。在進(jìn)行分布式電源的位置分配時(shí),應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格的注意將饋線接入中間部位或者與其它部位相互結(jié)合把影響降到最低。根據(jù)實(shí)驗(yàn)可以了解到,在接入饋線中部的位置時(shí),局部極大電壓相應(yīng)的也會(huì)在線路中部出現(xiàn)。

      綜上所述,分布式電源不適合接入在系統(tǒng)末端的位置,所以要配合接在系統(tǒng)的中間或者偏后的位置。通過改變分布式電源的接入位置,可以促使分布式發(fā)電的效果達(dá)到最好,并且可以把由于分布式電源接入位置造成的影響降到最低。

      三:分布式電源功率因數(shù)對(duì)電壓的影響

      相應(yīng)的,為了計(jì)算分布式電源功率因數(shù)對(duì)電壓的影響,應(yīng)當(dāng)確保分布式電源的位置和容量都是不變的。將分布式電源接入中間稍后的位置,同時(shí)調(diào)節(jié)容量保持在總負(fù)荷的百分之四十左右,在確保變量唯一的情況下排除其它因素對(duì)于電壓的影響,從而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

      根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果可以了解到,不同的功率因數(shù)的分布式電源接入系統(tǒng)是有影響的。其中功率因數(shù)有滯后功率和超前功率兩種,這兩種功率對(duì)電壓的影響幾乎是完全相反的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,滯后功率因數(shù)的效果是要優(yōu)于超前功率因數(shù)的工作效果的。超前功率對(duì)于分布式電源的電壓改善作用很小,沒有明顯的變化。由此可以得出結(jié)論:超前功率因數(shù)對(duì)電壓的改善作用是很小的。相反的,當(dāng)分布式電源以滯后功率因數(shù)接入時(shí),分布式電源會(huì)向配電系統(tǒng)發(fā)出無功功率,有助于補(bǔ)償負(fù)荷的無功功率,減少輸電線路的無功電流,從而可以減少有功耗損,從而提高電壓。

      綜上所述,功率因數(shù)變化的過程,同時(shí)也是分布式電源從吸收無功功率變化到輸出無功功率的過程。當(dāng)分布式電源發(fā)出的無功功率大于負(fù)荷吸收的無功功率時(shí),饋線上的最大電壓將出現(xiàn)在分布式電源所在的節(jié)點(diǎn),分布式電源輸出的無功功率越大,該節(jié)點(diǎn)的電壓將升得越高。實(shí)際運(yùn)行時(shí)需加入調(diào)壓裝置以防止電壓越限。所以分布式電源功率因數(shù)對(duì)電壓也有很重要的影響。

      通過上述分別對(duì)分布式電源容量、位置以及功率因數(shù)的分析可以了解到,這三項(xiàng)因素都在不同的層面上對(duì)配對(duì)電源電壓起到了一定的影響,為確保分布式發(fā)電可以發(fā)揮出來最好的效果,一定要從這三個(gè)方面共同著手,配備相應(yīng)的技術(shù)人員實(shí)時(shí)監(jiān)督。以往的配電網(wǎng)大多是發(fā)散狀分布的,在發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下,電壓會(huì)隨著傳輸?shù)倪^程不斷降低,這樣就會(huì)造成資源的浪費(fèi)。但是在接入分布式電源后,在發(fā)電系統(tǒng)正常工作的前提下,電壓在傳輸?shù)倪^程中并沒有降低的現(xiàn)象。根據(jù)觀測(cè)結(jié)果顯示的數(shù)據(jù)可以看出來,饋線上的傳輸功率減少,以及分布式電源輸出的無功支持,會(huì)使得沿饋線的各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的電壓有所提高。所以分布式電源的優(yōu)勢(shì)在此處展現(xiàn)的非常明顯。

      參考文獻(xiàn)

      [1]王威山,陳愷,謝瑩華,等.配電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃中分布式電源的選址和定容[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化,2016.3(30):38-40.

      [2]李斌,劉天琪,李興源.分布式電源接人對(duì)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的影響[J].電網(wǎng)技術(shù).2012.3(33);84-87.

      [3]顏偉,劉方,王官潔,等.輻射型網(wǎng)絡(luò)潮流的分層前椎回代算法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2014,8(23);76-80.

      (作者單位:國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司六安市城郊供電公司)

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