分布式新能源发电对配电网电压影响研究

摘要：正是基于分布式电源的应用和处理，实现了配电系统从无源网络体系转变为有源网络模式的目标，同时其运行过程会对配电网的安全形成作用。为了有效提升两者协同管理的实效性，合理性落实分布式电源和配电系统并网处理工作较为关键。

关键词：分布式发电;可再生能源;电压分布

近年来，分布式光伏领域发展十分迅速，逐渐广泛地运用于中国的电力工业中。把分布式光伏科学合理地接入到配电系统中，可以有效地提升配电系统的光伏容量。事实上，分布式光伏既会给配电系统带来较好的影响，也会对配电系统带来不好的影响。因而，有必要对分布式光伏接入配电系统的运转优化策略进行较为深入的探究，以便不断提升配电系统的运轉效率。

1分布式电源概述

1.1内涵

分布式电源主要指的就是基础功率参数为数千瓦到50兆瓦的小型模块式独立电源，且电源能实现和周围环境的兼容处[1]。需注意，分布式电源最大的特点就是自身的电源体系规模较小，并且能更加贴近用户，从而建立完整的负荷供电机制和电能输出机制，在一定程度上提升电能管理工作的综合效率。

1.2分类

第一，风力发电主要是结合风能进行发电处理，是目前市场中技术较为成熟且规模化商用的发电技术模式。主要是在风力作用下，实现风轮机叶片上转矩的控制，确保能推动轮毂装置，正是借助齿轮箱高速轴、刹车盘以及异步发电机转子连接作用实现了风力发电。第二，太阳能光伏发电主要利用的是半导体材料的光电效应实现太阳能转变为电能的目标。例如，我国敦煌8000kW光伏并网发电系统顺利建成，能实现并网光伏处理工作，装机容量达到8000kW，年均发电量实现1.28×107kW。此外，我国深圳已经建成的国际园林花卉博览园标志性屋顶能实现发电总量1MW的目标，和深圳电网并网运行，年送电量达到1.00×107kW，系统自身配置了24个容量从2.5～90kW不等的逆变器结构，有效降低了成本，也能建立自动控制机制。第三，微型燃气轮机是借助天然气、甲烷等燃料形成的超小型燃气轮机，能将满负荷运行效率控制在30%，真正建立热电联产的运行模式，整体效率也能优化75%左右。微型燃气轮机发电机应用的过程中，开始借助高周波交流电配以高压直流电，有效实现交流电的转换，转速达到50000～120000r/min。

2分布式光伏接入对配电系统产生的影响

2.1对节点电压偏差的影响

分布式光伏对电力系统节点电压偏差产生影响主要和分布式光伏安装的位置、容量和连接点电压调节大小、电力输送线路的性能等方面有着很大的关系。根据有关研究，在开放式电力系统中，分布式光伏对节点电压偏差的影响是由位置、容量、电力输送线路等决定的，在单点接入与多点接入这二种分布式光伏连接的方式中，运用电抗器补偿、安装补偿装置等手段可以有效地处理节点电压偏差较大的问题。在节点开放式配电系统中，从位置、容量以及输电线路这三个角度进行探究，可以使用安装电压调节设备或者对光伏逆变器的运转方式进行管控的手段来处理以上问题。

2.2对线路传输损耗的影响

当分布式光伏连接到电力输送线路末端节点处的时候，如果分布式光伏的有功输出功率在逐渐增大，那么负载变化对电力输送线路的损耗产生的影响也在不断变大。

2.3对其他方面的影响

雷电、大雨等恶劣气候条件的影响、人为因素的影响、分布式光伏接入配电系统中有并网、解网以及输出功率变化较大等状况时，均会易致使电力系统节点处的电压发生闪烁与变动。为了把分布式光伏连接到电力系统中，需要运用许多电力设备，并且分布式光伏器件里面的高频开关元件经常打开和关闭，因而在接近高频开关元件的频数时很容易产生谐波分量，进而使得电力系统中存在许多谐波。为了使输出的功率达到最大，在分布式光伏连接的电力系统中，通常会运用最大功率点跟踪算法的办法，当然这也会使得谐波受到污染[5]。当分布式光伏的输出有功功率进入稳定的状况下，其总会在最大功率数值上下来回波动变化，这会使转换器中输出的直流电压也有谐波分量产生，从而在并网交流中将谐波引进。

3分布式光伏接入的配电系统运行优化策略

把分布式光伏连接到电力系统中，可以较好地提升电力系统的电压稳定性能、减小电力线路传送产生的损失、减少环境污染、缓解电力供应压力、提升电力供应的安全性以及稳定性。但是，如果分布式光伏连接不遵循科学、合理的原则，就会使电力系统产生谐波污染、电压偏差过大、经济利润降低等不好的影响，因而有必要对分布式光伏的最佳连接方式与配置模型进行仔细探究，寻找到最优的求解办法，进而为分布式光伏接入到配电系统中的方法设计提供较好的借鉴。

3.1分布式光伏接入的配电系统的随机波动性剖析

基于基础的统计学原理，分析和统计分布式光伏接入的电力系统的随机波动性的特征，并对正态分布性曲线以及随机特征分布曲线进行测验，把分布式光伏连接的电力系统的随机特征分布状况概括出来。对环境温度、辐射强度以及风的方向等对分布式光伏产生影响的外部因素挨个进行方差分析，进而找到每个影响因子对分布式光伏产生影响的方差，并相互比较。

3.2应用算法优化

为了提升全面分析分布式电源与配电系统并网运行实效性，结合遗传算法的处理方式实现优化目标。第一，选取适应度函数，结合约束条件以及编码方案完成满足处理，确保函数应用运行实效性得以体现，并且全面整合处理，保证控制流程的综合效果。第二，要对算法的其他环节进行统筹设计。首先，要选取适宜的算子，利用比例选择机制以及最优保存策略提升控制的合理性和规范性，优化项目的应用模式和处理价值。其次，要判定交叉算子和变异算子，利用基本位变异处理方式选择控制要点。最后，按照“初始化处理→选择运算→交叉运算→变异运算→个体评价→终止条件判断”的流程完成对应的计算和分析。

3.3通过调节有功功率优化分布式光伏接入的配电系统的确定性

应当根据电力系统减少电力能源损耗效果理想的三分之二原则，把电力系统的损耗最小化设置为目标，对分布式光伏接入的配电系统并网的位置确定和容量确定进行优化，达到太阳能可以在原先的配电系统中主动并网。在符合稳定状况的要求下，即便电力系统中的每个节点都达到了极限并网的条件，对分布式光伏连接的电力系统的节点的有功功率进行合理的配置，进而达到优化分布式光伏连接的电力系统稳定性的目标。

4结语

社会发展与电力行业的关系越来越密切，随着电力使用者的需求向多元化方向发展，他们对电力系统的稳定运转也有着更高的要求，分布式光伏的应用已经成为未来电力系统改造完善的大趋势。因而应当提出分布式光伏接入的配电系统的优化策略，提升电力系统的运转质量和稳定安全性能。

参考文献

[1]欧阳森，马文杰.不平衡电网下光伏逆变器的控制策略研究[J].电子技术应用，2018，44（05）：147-150.

[2]谢檬，赵录怀，王娟.分布式发电微网控制系统的设计[J].电子技术应用，2017，43（06）：151-154+158.

[3]罗煜，吴杰康，简俊威，廖一键，郭清元.基于机会约束规划的多类型分布式电源容量与布点优化方法[J].广东电力，2018，31（04）：34-42.

[4]张迪，苗世洪，赵健，涂青宇，刘昊.分布式发电市场化环境下扶贫光伏布点定容双层优化模型研究[J].电工技术学报，2019，34（10）：1999-2010.

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