分布式发电对配电网电压分布的影响

郭孔良 国网福建省电力有限公司闽清县供电公司

目前大多数供电系统供电方式仍然为集中供电，单一的供电中心无法满足大规模用电稳定、安全需求，且集中供电所造成的环境破坏、资源浪费等都是不可逆的，其供电系统可靠性较差。而采用分布式电源发电，其可直接接入配电网中，为用户提供清洁、高效的电力[1]。分布式发电以其自身稳定性、高效性受到更多受众推崇，该发电方式还可提高电网自身智能化水平，提高电力资源利用率，减少资源浪费。

一、关于分布式发电

功率处于几十千瓦、几十兆瓦之间的模块化清洁发电设施被称为分布式电源，该发电模式和传统集中式发电模式有明显区别，采用此发电模式，其规模较小、靠近用户，可直接向负荷供电或针对用电需求供电，将分布式发电接入电网后，将对输电网电压、电能、系统保护、调度等各方面内容造成诸多影响。

二、分布式发电对配电网电压的影响内容

新时期分布式发电（以下简称DG）模式开始进一步推广，而伴随分布式电源渗透率提高，企业产生了一些电能问题。

（一）电源接入位置各异

以计算机软件对分布式发电的接入点分析，发现其在配电网中的接入点不同，则对配网中的电压分布影响也较大。当DG逐渐靠近母线，其对电压分布系统的影响也就越小[2]。而将DG接入到线路末尾，可提高对应节点电压，此电压可能超出额定电压，影响用户正常用电。且对应位置的DG若推出运行系统，会导致线路末端存在重大波动，可能导致出现电压闪变。将DG接入馈线，线路中会有局部电压生成。考虑到DG接入线路末节点存在诸多弊端，可将其设计到线路中间位置。

（二）DG容量不同

以计算机建模设DG为恒功率静态模型，以仿真分析、叠加原理支持，计算馈线电压，得到未接入、接入DG的佩戴内网馈线各处电压值[3]。若DG自身容量较大，不同节点电压也会有所提高，可有效改善电压效果。若DG超大，反而会大致功率倒流，局部电压在DG并入位置最大。若接入DG容量不断增加，超出最大程度后，还会发生电压越限。若出现电压越限，需及时降低DG容量，保证线路电压稳定。

（三）DG渗透率

DG渗透率就接入点会影响配网内电压均匀性。若DG接入点固定，渗透率将影响电压的支撑：渗透率提高，其对电压的支撑效果也就越明显，电压分布也就越高。若DG向系统末端移动，配网线路中电压受渗透率影响也逐渐变大，若DG靠近母线，则其电压也逐渐减小。故需充分考虑渗透率可能对配网电压的影响，对电网合理规划，确保电网运行的充分稳定。

（四）DG功率因数

DG的功率因数受其自身发电方式影响较大，而功率因数超前、滞后等都会对电网电压造成不同程度影响[4]。实际操作中，可将DG容量、接入点设置固定值，控制其功率因数为变量，以计算机仿真技术分析功率因数对配网电压分布的影响，得出结论：功率因数从超前变化到滞后，DG也从无功负荷转为无功电源，馈线无功功率持续下降，其电压损耗也持续下降，电压增高。比较超前、滞后分布式电源，发现功率因数超前情况下的DG，其对电压分布影响相对较小，反观滞后功率因数的DG，其对线路电压波动的影响较大。

三、配网电压优化方式

（一）完善模拟退火优化算法

对配电网电压优化需先对其电压合理分析，遗传算法其局部搜索能力不高，但其整体搜索能力突出，在配网电压优化方面应用价值突出。但其中模拟退火算法搜索水平较弱，其他方面功能满足要求，可将遗传算法和模拟退火算法结合起来，构建新的优化算法，使其在种群生成上优化适应度计算，以选择、交叉、变异方式，以自适应权重、方式处理多目标函数的优化，大大提高收敛速度及稳定性。DG应用到电网中，可采取变压器分接头配合SVC对电压调节，结合完善欧的模拟退火优化算法，改善线路电压分布不均，提高电网运行稳定性，也间接提升电网经济性。

（二）以DEIWО算法实现无功优化

采用入侵杂草算法，其计算简单且运行效率突出，且该算法的随机性、自适应性都较强，应用过程中结构简单、收敛速度快，故可以在各个利于中得到迅速推广。在配网中应用，该算法也存在一定弊端，如收敛的精度不太满足要求等，因此，采取差分进化算法对其精度进一步优化，通过IEEE33节点仿真分析系统，以DEIWO算法可确保节点电压水平实现提高，且并未发生节点电压越限，使配网系统内的电压基本和系统的额定电压保持一致。

（三）МРC电压优化

配网设置DG对无功、有功电压调节，新时期研究以模型预测的方式，预分析电网电压的变化，从而实现对电压变化的提前处理。采取这种电压优化方式，可以将各个节点的电压敏感度计算出来，构建不同节点电压预测模型，提前了解节点电压产生得到波动，而后针对MPC滚动优化、反馈修复，充分限制DG随机波动对电网稳定运行的威胁，实现对电压的经济性控制，为后续DG更好的融入电网提供技术支持。

四、结束语

综上所述，分布式发电对配电网电压分布的影响的多方面的，故文章介绍分布式电源对配电网电压影响的主要因素，提出对配电网电压优化的一些控制方法。新时期分布式电源在国家电网中的应用越开越多，相关产业已经逐渐形成规模化，因此，必须了解分布式发电对配电网电压分布的影响，结合我国电网现状，为更好的适应新时期行业发展深入研究，为推动国家电网向智能化、持续性发展提供具有深刻现实意义。