光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行后對于線路電壓的影響及改進方式

摘 要：研究光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行時的線路電壓，根據(jù)潮流計算分析出并網(wǎng)后將造成線路電壓升高。由此，提出幾種可行的改進方法。這些方法可以達到有效地削弱影響。從而限制接入后線路電壓維持在規(guī)定的電壓偏移指標內(nèi)，對整個系統(tǒng)的運行沒有影響。

關鍵詞：光伏發(fā)電；并網(wǎng)逆變器；電壓調(diào)整；無功控制

0 引言

當前世界經(jīng)濟的發(fā)展對于能源需求日益增多。面對能源危機，人類轉(zhuǎn)向?qū)τ谔柲艿难芯縖1]。目前利用太陽能進行光伏發(fā)電的規(guī)模增速快，并入電網(wǎng)的容量大。通常采用逆變器作為接口并入各等級電網(wǎng)線路中[2]，在配電網(wǎng)[3]中應用最為常見。在并網(wǎng)過程中由于功率的流動，會對線路電壓造成一定影響。僅依靠電力系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)無法有效地消除，必須采取適當?shù)姆绞絒4]。文獻[5]從壓降角度說明了光伏發(fā)電接入對配電網(wǎng)線路電壓的影響機理。文獻[6]提出了考慮電壓調(diào)整約束后的準入功率優(yōu)化計算模型，在應根據(jù)實際對設備進行調(diào)整。文獻[7]提出利用變壓器有載調(diào)壓調(diào)節(jié)電壓波動，但實際配電網(wǎng)中變壓器通常不能進行調(diào)壓或只能采取無載調(diào)壓方式。

1光伏發(fā)電系統(tǒng)對于線路電壓影響的分析

我國電力系統(tǒng)是從高壓到低壓的單向輸配電系統(tǒng)。我國的配電模型如下：

并網(wǎng)點電壓，us是配電網(wǎng)母線電壓。PG和QG是光伏系統(tǒng)送入的有功與無功功率。PL和QL為有功和無功負荷。QC為補償?shù)臒o功功率。

假設末端負載需要的無功功率僅來自電力系統(tǒng)中，且末端未安裝無功補償設備。由上式可以看出，光伏發(fā)電系統(tǒng)向電力系統(tǒng)輸送功率時會導致線路電壓的升高，并且系統(tǒng)輕載時較為明顯[9]，嚴重時將超過電壓偏移[10]，

2 仿真結果與分析

以多個分布式光伏系統(tǒng)接入380V配電網(wǎng)絡為例，分析線路電壓升高的情況。假定每個光伏系統(tǒng)容量相同均為6500Kw，該線路有8個用戶，且每位用戶消耗有功功率是1KVA，并且沒有任何無功消耗。假定每戶相距400米，所選線路材料類型為LGJ-25，此線路的單位阻參數(shù)是1.131+j0.393Ω/km。通過潮流計算，可以得出線路末端的電壓是405V。已經(jīng)超過電壓偏移的上限。

3 降低光伏發(fā)電系統(tǒng)對于配電網(wǎng)電壓的方法

方案一：在光伏系統(tǒng)接入并聯(lián)電抗器補償。利用電感電流與電容電流反相的特點，可以利用電抗器補償線路中的容性效應，削弱線路電壓升高。電抗器應該分散接入各個并網(wǎng)點，該方式采取就地補償，綜合效果比僅在線路首末兩端接入電抗器的效果更為明顯。

方案二：利用逆變器電壓控制。逆變器作為光伏系統(tǒng)接入電網(wǎng)的接口，在接入配電系統(tǒng)時可以根據(jù)該點的實際電壓調(diào)整光伏系統(tǒng)的無功出力，在整個光伏系統(tǒng)并網(wǎng)后，線路的電壓總體情況會得到改善，不會超出規(guī)定的電壓偏移范圍。

4結論

本文分析了光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行時對于線路電壓的影響。分析了其中的原因并且通過結果分析提出了幾類改進措施。通過這些措施能夠經(jīng)濟地，有效地限制電壓升高的問題。具有實際意義，為當今的光伏發(fā)電并網(wǎng)運行提供了技術支持。

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作者簡介

吳筱（1993-），男，安徽合肥人，碩士研究生，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動化。endprint