分布式光伏发电对配电网电压的影响分析

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1、分布式光伏发电对配电网电压的影响分析李燕青，王达，杨慢慢（华北电力大学电气工程学院，保定071003）摘要-近几年来，随着光伏发电技术的日益成熟以及国家政的发挥。因此，本文中将不考虑上述限制，通过算策的推动，分布式光伏电源并入配电网的规模及数量越来越例仿真的方式详细分析了光伏电源容量不同、控制大。这种完全依赖于自然条件的发电方式会对配电网电压产策略不同、是否参与电压调节等条件下对配网电压生很大的影响。本文研究了光伏发电系统的输出特性，提供的影响，以期为设计光伏发电的控制保护系统以及了光伏电源接入配网的分析模型，通过

2、理论公式推导，得出制定光伏并网规程提供参考。光伏电源影响配网电压质量的因素，即注入功率的变化、光1光伏发电对配网电压影响的理论分析伏电源的功率因数及所并入系统的短路容量。对比分析接入[4]低压配电网结构通常呈放射状，含光伏电源同等容量的旋转型分布式电源和光伏电源，逆变型的光伏电源对并网节点的电压影响要更小。针对分布式光伏电源输出的低压配电网的结构如图1所示。功率波动的特点，电压控制方法可在一定程度上改善配电网内供电电压的质量，并对此进行了仿真验证。关键词：光伏发电；影响因素；电压波动0引言分布式发电(Distrib

3、utedGeneration，DG)技术是未来世界能源技术发展的重要方向，它具有能源利用效率高、环境负面影响小、提高能源供应可靠性[1]和经济效益好的特点。尤其对人口众多、资源有限的国家来说，分布式发电技术更是可持续发展战图1含光伏电源的低压配网结构图略的必然选择。分布式电源的种类很多，既有风力相对与配电网中的其他节点来讲，光伏电源对发电、燃气发电，也包含了光伏发电、燃料电池等其并入点的冲击是最大的，因此选择光伏接入点做逆变型的电源。其中，太阳能光伏发电(Photovoltaic，为电压变化的评估点。带有光伏电源的

4、系统在接入PV)以绿色无污染、资源丰富、建造灵活等特点越来越得到人们的广泛关注[2]。目前，光伏电源多以点上的等效电路如图2所示。接入配电网运行为主。光伏电源接入配电网时会改变配电网的运行状态，使配电网由一个无源网络变为有源网络，这种变化将对配电网的电压质量产生[3]一定的影响，而提供给用户优质的电能是电力系统的最终目的，因此光伏电源对用户供电质量的影响及如何通过光伏电源改善用户供电质量也是推动光伏发电发展的重要研究方向和关键课题。以往图2光伏接入点处的等效电路为了将光伏电源并网运行对配电网的影响降到最当光伏电源注

5、入系统功率改变时，会使线路上低，通常要求该类电源不参与系统电压调节，同时的电流产生△I的变化。由图2所示等效电路，可对系统发生故障后光伏电源的切除时间进行了详简单估算光伏电源输出功率产生波动时，在光伏接细规定。但是，这样制约了光伏电源抑制电压能力入点上的电压变化值为：ΔU=(RS+jXS)⋅(ΔIp+jΔIq)=ZS(cosφ+jsinφ)⋅ΔI(cosθ+jsinθ)2UΔS=⋅[(cosφcosθ−sinφsinθ)⋅j(sinφcosθ+cosφsinθ)SUk式中：△S为光伏电源的注入功率变化；Sk为光伏电

6、源接入点处短路容量；由图3可见，光伏电池出力与光照强度、温度Z=()R+jX为电网等效阻抗；SSS等关系很大，并且是非线性的，这种几乎完全依赖△I为线路电流变化量；天气条件的发电方式，使得光伏发电注入功率具有θ为光伏电源功率因数角；不确定性，这是造成配电系统电压波动的主要原φ为从光伏接入点看入的电网阻抗角；因。U为光伏接入点电压。光伏并网运行虽然从理论上增加了系统短路通常线路两端的相位移并不大，因此光伏接入容量，对电网电压波动有一定的抑制作用，但由于点的垂直分量忽略不计，以水平分量来近似等效该光伏发电使用了逆变装置

7、，虽然理论上它的短路阻处的电压。以此计算PCC处相对电压变化率为抗很低，但是通常逆变器的最大电流仅为其额定电流的1.5-2倍，故而它向系统提供的短路电流要远ΔUΔScos(θ+φ)[5]d==×100%小于同步机等旋转型设备提供的短路电流，所以USk光伏并网发电对系统短路容量的因素暂时不予考由上述分析，光伏电源对配电系统的电压影响虑。与3个因素有关：注入功率的变化、所并入系统的为了提高太阳能的利用效率，目前大部分光伏短路容量及分布式电源的功率因数。发电系统都采用了最大功率跟踪控制，即通过改变典型的光伏电池伏伏瓦特性

8、如图3所示。整个光伏系统的阻抗，使光伏系统始终处于功率输[6]出最大值，最大功率跟踪控制能够保证光伏系统工作在功率因数为1的状态，这是与旋转型电源最大的不同之处，同时也是影响配网电压的一个因素；也有少数光伏发电系统采用电压控制，即将分布式光伏电源看作一个电压源，对接入点电压进行跟踪控制，显而易见，该控制模式将对接入点电压产生直接影响。2智算例仿真与分析所采用