配电网重构中分布式电源接入对网损的影响分析
张兴
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1 分布式电源接入对配电网的影响机制
1.1 对潮流分布的影响
在配电网络中,分布式电源的加入将使电力系统的潮流分布发生很大的改变,尤其表现为两个方向的潮流。在传统的配电网络中,电流一般都是由供电侧向负载侧的单向流动。但是,分布式能源的引入,却打破了这一单一的潮流格局。在配电网中,当配电网出力超过配电网负荷时,剩余电量将逆向流入电网,构成了一种双向潮流。不同的 DG 对电力系统潮流的影响是不一样的。例如,以太阳能、风能等新能源为代表的新能源,其发电量存在着间歇性、波动性等特点。当有足够的光照或者有大风的时候,发电机的出力越大,就越容易引起当地的潮流反转;当光照条件差或风速很小的时候,发电机的出力很小,对潮流的影响也很小。而以矿物燃料为代表的微型燃气轮机,具有稳定的功率输出能力,且对潮流的冲击比较平稳。
1.2 对电压稳定性的影响
其中,DG 的接入对配电网络的电压稳定起着重要的影响。在配电网络中,其出力的改变,使得本地节点的供电能力发生了改变,造成了电压波动。若配电网的出力变化很大,则有可能导致电网电压超过容许值,从而降低供电品质。另外,DG 的接入地点及容量也会影响到系统的电压稳定。若配电网选址不当,或配电网容量偏大,则会造成电网局部电压上升,造成线路及设备的损失,严重时还会造成设备的损坏。为解决 DG 接入带来的电网电压稳定问题,首先,要对 DG 的接入地点及容量进行合理规划,防止其过分集中接入。二是利用无功补偿设备对无功进行调整,实现电压的平稳;三是要加强对配电网络的监控,及时调节配电系统的出力,保证配电系统的电压符合规定。
1.3 对继电保护的影响
在配电网络中,存在着大量的故障,其中包括保护拒动、误动等。在传统的配电网络中,采用的是一种单向潮流,一种固定的短路电流分配方式。由于配电网络中存在着大量的配电线路,因此配电网络中存在着大量的配电线路。在配电网接入电网后,由于配电网的电压变化,配电网的电压波动会使系统的短路电流增加或减少。当短路电流增加时,可能造成保护设备的不正确动作;当短路电流降低时,将导致保护设备抖动。首先,利用自适应的继电保护技术,使其能够根据配电网络的实际情况,对保护的动作特征进行自动调节。二是要加大继电保护设备的种类与数目,增强其可靠性与选择能力;三是要加强对配电网的监控,及时了解配电网的运行状况,使配电网在出现故障时可以迅速采取相应的对策。
2 降低网损的策略与措施
2.1 分布式电源的优化配置
为了有效地减少网络损耗,对配电网络进行了优化配置。定容法是最重要的一步,一般采用遗传算法和粒子群算法进行求解。本项目的研究重点是建立能够充分考虑配电网络拓扑结构、负荷分布、分布式电源种类及特点的数学模型,实现网络损耗最小化。对配置方案进行了评价,主要考虑了网损降低率,电压稳定度,投资费用等。网络损耗下降率的高低,直接体现了优化配置策略在降低损耗方面的作用;用电压稳定指数来度量DG接入后的配电网络的电压波动;投入费用包括设备购置、安装及维护的费用。在此基础上,对各指标进行综合评价,从而得出最佳的分布式电源配
置方案。
2.2 配电网重构的优化策略
配电系统重构的最优方案主要有切换运行策略与网络拓扑调整两个方面。切换运行策略就是通过切换切换器、切换器的状态,实现对配电网络拓扑的调节。系统在正常工作过程中,能够依据负载的变化以及分布式电源的出力,对切换状态进行适当的调节,从而使得配电网络中的潮流分布更为合理,同时也减少了网损。配电系统的拓扑重构就是对整个配电系统进行优化。在此基础上,提出了一种基于网络拓扑结构的配电网络优化设计方法。在用电高峰期,采取合闸方式,把一些连接开关投入到其他线路,以减少重负荷;在用电低谷期间,将某些区段的断路器断开,以降低线路的损失。在此基础上进行了优化,使整个配电网络的损耗率下降了 5 个百分点。配电网络重构方案的实现要经过数据采集、制定方案、仿真模拟和实践运行四个阶段。首先,采集配电网络的拓扑结构,负荷,分布式电源等相关信息;在此基础上,提出了重建方案;然后,运用仿真软件对该方案进行仿真和分析,评价该方案的实施效果;最后,将该方法应用于实际的配电网络,并对其进行监控与调节。
2.3 其他辅助措施
在此基础上,提出了一种减少网损的方法,即通过对配电网络进行优化配置,并对其进行重构。无功补偿作为一种常见的无功补偿方式,可以通过在配电网络中加装电容器、静止无功等无功补偿设备,来调整无功,改善电力系统的运行效率,降低线路及设备的损耗。无功补偿设备能够根据电网的实际需要,及时地进行补偿,从而保证了电力系统中的功率因数。此外,采用能量存储器件还可以有效地减少电网损耗。蓄能设备能够在用电低谷时蓄能,在用电峰值时释出,在电力供应与需求之间实现均衡。比如,当一个分散的电力供应出现超额的时候,就把过剩的电力存储起来;当负荷高时,通过将存储的电力释放出来,从而降低了从主要电网中获得的电力,从而减少了传输损失。无功补偿是一种适合于低负载特性的配电网络技术,它可以提高供电质量,减少损耗。储能设备更适合在负载波动大、分布式电源占比大的配电网络中使用,以提高系统的稳定与可靠度。
结语:
总之,在配电网络重构过程中,配电网络的损耗会受到许多因素的影响。在潮流分布方面,DG 的加入改变了传统配电网络的单向潮流格局,使潮流分布更加复杂,从而引起本地损耗的增减,这与电源接入地点及容量有关。在电压稳定问题上,由于配电网的出力存在较大的波动性,因此可能导致电网电压的波动与偏移,进而对电网损耗产生较大的影响。但对于继电保护而言,DG 的加入会改变保护的动作特征,从而影响其正确的判断与切除故障,从而间接地对电网损耗产生影响。在此基础上,提出了一系列的对策和措施,以降低网损。对分布式电源进行最优分配,可以实现配电网络中的功率分配,最大限度地减少网损。配电系统重构的最优策略,能有效地调节配电系统的拓扑,优化系统的潮流分布,降低系统的网损。此外,通过采用各种辅助手段,如无功补偿、蓄能设备等,可以从多个方面有效地减少网损,提高配电系统的运行效率,提高供电质量。
参考文献:
[1]罗涛,赵高帅,闫大威,等.考虑配电网主动重构的分布式光伏消纳能力概率化评估方法[J].电力系统及其自动化学报,2025,37(01):64-73.