含分布式电源的配电网确定性潮流计算

工作状态具有随机性和时变性，如何建立准确适用的负荷模型仍未很好解决。在确定性潮流计算中，需对负荷模型进行简化，采用综合预测负荷或某一时刻的真实负荷建立恒功率静态模型，处理成PQ节点。

燃料电池不受外界因素影响，通过理想假设简化模型，通过半经验模型，导出逆变器输出电压关于相角的公式，可以认为通过气体流量控制相角，进而控制有功输出恒定，这与常规发电机通过调节气门来实现有功调节类似。对微型燃气轮机建模时，通常把微型燃气轮机及电气部分当作一个整体来建立稳态模型，当负荷变化时微型燃气轮机转速虽然发生变化，但基本维持在额定转速附近，保证输出功率恒定。

3 算例结果及分析

IEEE33测试系统网络接线图及节点编号方案如图2所示，系统参数见文[22]，系统中总有功负荷为3715kW，总无功负荷为2300kvar，基准电压和潮流收敛精度分别取10.5kV和10-5。本文基于改进前推回代法、PV型DG无功采用节点电压偏差和节点电抗矩阵的关系修正，定量分析加入不同类型DG对配电网潮流的影响。

为保证整个配电网络是严格吸收型的受端网络，且需要尽量避免DG加入后产生逆向潮流，DG加入配电网时渗透率不易太高，各类DG具体参数如表2所示。

3.1 PQ型DG单独并网

各表中，方案0表示未加入分布式电源的情况。在表3中比较方案1、方案2、方案3，相同容量PQ型DG接入不同位置时，接入点位置越靠近系统末端，功率损耗减少越明显。通过降低功率损耗、DG直接向配电网注入功率的形式，减少了首端向系统注入的功率，相当于减少了传统发电厂发出的电能，有效减少了电厂排放的污染气体。

比较方案2、方案4、方案5，在一定渗透率范围内，DG渗透率越高，功率损耗越小，首端注入功率越小。这是因为DG渗透率越高，DG向负荷直接提供的电能就越多，相当于就近供电的原则，从首端输送到其他负荷的电能就较少，同时DG加入使节点电压升高，由功率损耗公式功率损耗必然减小。为保证整个配电网络是严格吸收型的受端网络，且需要尽量避免DG加入后产生逆向潮流，DG加入配电网时渗透率不易太高，文中取了5%、10%、15%左右，根据测试系统总负荷功率大小，采用了参数为如表2所示中DG1、DG2、DG3的PQ型DG。

3.2 PI型DG單独并网

表4为PI型DG接入方案及功率分布，可以看出，PI型DG无功注入随接入位置后移而减少，这是因为PI型DG在有功和电流恒定的情况下，注入无功取决于接入点的电压。由于接入点越靠近系统末端，电压越低，注入无功减少。但系统功率损耗并未因注入无功减少而增大，反而减小，说明DG加入位置越靠近系统末端对电压支撑和减少功率损耗更有优势。

3.3 PV型DG单独并网

表5为PV型DG接入方案及迭代次数，可以看出，PV型DG接入及个数的增加并没有明显增加迭代次数，表6中列出了方案10中PV型DG加入节点电压逐次收敛过程，第1次迭代过程中采用无功分摊原理确定初值，未进行无功修正，计算出的误差相对较大，从第2次迭代开始，采用节点电压偏差和节点电抗矩阵的关系修正无功后，节点电压误差逐步变小，逐次收敛到给定的电压值，在第5次迭代中，PV型DG节点处电压幅值已满足收敛精度，但每次迭代修正无功时，均改变了无功注入量，使得非PV型DG节点的电压幅值未满足收敛精度。在第6次迭代过程中，由于节点电压无限接近给定电压，从而修正无功量很小，使得非PV型DG节点也满足了收敛精度。

方案9中，节点10的电压幅值在未加入DG时较低，在加入PV型DG后节点10电压为了达到给定值，DG6注入无功达到了1025.95kvar，若该DG无功不足，极易容易越限。若采用DG7接入节点10，则无功注入降到728.76kvar，但功率损耗更低，首端注入功率更小。为了避免无功越限，PV型DG一般不接入节点电压比给定值低很多的节点，且DG参数选取也很重要。

表7为功率损耗比较，可以看出，方案11有功与无功注入均比方案10多，但功率损耗减少并不明显，这是因为在方案11中大多数无功注入到与系统首端地理距离较近的节点20上，而与首节点地理距离较远的节点10与节点30中的无功注入比方案10略少，说明DG加入到与首节点地理距离较远时，其功率损耗减少更明显。

3.4 PQ（V）型DG并网

表8为功率发布，可以看出，采用异步发电机的风力发电机组，需要从系统吸收大量无功建立磁场，导致功率损耗变大。通常就地安装并联电容器组补偿无功，减少功率损耗，保证风力发电机功率因数复合要求。

3.5 DG混合并网

表9为迭代次数，可以看出，不同DG混合并网，DG种类和数目增多，迭代次数并没有明显增多，说明各种DG修正无功方法可行，改进前推回代法收敛性较好。

4 结 论

本文基于与节点编号无关的改进前推回代法定量分析了各种DG接入系统后潮流，仿真结果表明，DG接入类型、布局方式的改变不影响潮流算法的收敛性能，表明该方法可有效计算DG并网潮流。DG并网并不仅仅改善系统电压，减少功率损耗，更重要的是可以减少首端注入功率，相当于减少了传统发电厂发出电能，从数值上解释了电能更多由清洁高效的DG提供，有效减少了发电厂排放污染气体。通过多组方案的计算结果分析，也可以为分布式电源的选址、容量提供依据。

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（编辑：温泽宇）

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