CN110739720B - 分布式光伏t接接入对低压配电网线损影响分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分布式光伏T接接入对低压配电网线损影响分析方法，获取分布式光伏以T接方式接入配电网的电路；步骤二、将变电站以上的网络全部等值为外部系统，并采用恒功率静态模型来表示馈线上各节点的负荷；步骤三、获取分布式光伏以T接方式接入配电网的等效电路；步骤四、建立T接方式下分布式光伏对配电网电压和线损分布影响分析模型；步骤五、通过容量、接入点对电压分布和线损的影响进行分析，得出了分布式光伏的接入容量、位置及其功率因数对电压和线损分布的影响，为含分布式光伏接入低压电网提供了相应的建议。
Description
技术领域：
本发明涉及输变电领域，特别是涉及一种分布式光伏T接接入对低压配电网线损影响分析方法。
背景技术：
光伏扶贫作为扶贫工作的新途径，能有效解决农村用电问题，提高贫困家庭收入，分布式光伏接入配电网后，配电网由传统的辐射状网络变为包含电源和负荷的有源网络，引起馈线功率大小和方向的变化，对配电网的电压分布和线损造成影响，
目前对分布式光伏电源接入配电网的影响分析研究主要集中在10kV及以上配电网的分析，但是，在光伏扶贫项目中，分布式光伏电源主要接入到380V/220V配电网中，且大多建设在贫困落后地区，电网基础设施相对薄弱，电网消纳能力有限，若接入方式不适宜，会导致电气设备过载、电能质量不达标等突出问题，对用户正常生活和电网安全造成影响。目前缺乏对分布式光伏接入380V/220V配电网的分析与研究，亟需对相关问题进行深入研究，指导光伏扶贫工程的建设和电网的改造。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，构建分布式光伏以T接方式接入380V/220V低压配电网对电压和线损影响分析模型，以光伏扶贫项目中的一个试点为例，分析光伏容量、接入位置、功率因数对电压分布和线损的影响，为光伏扶贫工程的建设提供支持的分布式光伏T接接入对低压配电网线损影响分析方法。
本发明的技术方案是：一种分布式光伏T接接入对低压配电网线损影响分析方法，步骤一、获取分布式光伏以T接方式接入配电网的电路；步骤二、将变电站以上的网络全部等值为外部系统，并采用恒功率静态模型来表示馈线上各节点的负荷；步骤三、获取分布式光伏以T接方式接入配电网的等效电路；步骤四、建立T接方式下分布式光伏对配电网电压和线损分布影响分析模型；步骤五、通过容量、接入点对电压分布和线损的影响进行分析。
进一步的，所述步骤四中：对接入点进行电压变化的分析，将分布式光伏出力导致在输电线路上引起相应电流的变化量设为在接入点处的电压变化值为：
由于
因此，将式(2)和式(3)代入式(1)，可得
其中，ΔSDG为分布式光伏的注入功率，为未接入分布式光伏的电压值，/>为分布式光伏接入后的电压值，θ为分布式光伏功率因数角，φ为从分布式光伏接入点看时配电网的阻抗角。
由于线路两端的相位移通常不大，将式(1)进行简化处理，电压变化量的横分量忽略，得到
ΔU＝Z1ΔI＝|Z1||ΔI|cos(φ+θ) (5)
其中ΔU为接入点电压变化的纵分量。进而将式(4)简化如下，
进一步的，所述步骤四中：线路损耗计算公式采用式：
本发明的有益效果是：
传统的对分布式光伏电源接入配电网的影响分析研究主要集中在10kV及以上配电网的分析，但是，在光伏扶贫项目中，分布式光伏电源主要接入到380V/220V配电网中，且大多建设在贫困落后地区，电网基础设施相对薄弱，电网消纳能力有限，若接入方式不适宜，会导致电气设备过载、电能质量不达标等突出问题，对用户正常生活和电网安全造成影响。目前缺乏对分布式光伏接入380V/220V配电网的分析与研究，亟需对相关问题进行深入研究，指导光伏扶贫工程的建设和电网的改造。
本发明主要针对光伏扶贫工程中，研究了分布式光伏采用典型T接模式接入380V/220V低压电网，分布式光伏对配电网的电压和线损分布影响，建立了分布式光伏T接接入380V/220V低压配电网对电压和线损分布影响的理论分析模型，以光伏扶贫项目中某试点为例，对分布式光伏接入配电网前后负荷节点电压的变化进行分析，得出了分布式光伏的接入容量、位置及其功率因数对电压和线损分布的影响，为含分布式光伏接入低压电网提供了相应的建议，对光伏扶贫工程的开展有一定的指导和实践意义。
附图说明：
图1为380V/220V配电网分布式光伏以T接方式接入的电路示意图。
图2为图1的等效电路图。
图3为以光伏扶贫工程中某村光伏电站的配电网等值电路模型。
图4为不同接入容量下馈线电压分布图。
图5为不同接入容量下馈线线损分布图。
图6为不同接入位置下馈线电压分布图。
图7为不同接入位置下馈线线损分布图。
图8为不同功率因数下馈线电压分布图。
具体实施方式：
实施例：参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8。
分布式光伏T接接入对低压配电网线损影响分析方法，主要针对光伏扶贫工程中，研究了分布式光伏采用典型T接模式接入380V/220V低压电网，分布式光伏对配电网的电压和线损分布影响，建立了分布式光伏T接接入380V/220V低压配电网对电压和线损分布影响的理论分析模型；以光伏扶贫项目中某试点为例，对分布式光伏接入配电网前后负荷节点电压的变化进行分析，得出了分布式光伏的接入容量、位置及其功率因数对电压和线损分布的影响，为含分布式光伏接入低压电网提供了相应的建议，对光伏扶贫工程的开展有一定的指导和实践意义。
下面结合附图对本申请进行详细描述。
获取分布式光伏以T接方式接入配电网的电路(如图1所示)，T接入指分布式电源接入点处未设置专用的开关设备(间隔)，如分布式电源直接接入架空线路或电缆分支箱的方式。
将变电站以上的网络全部等值为外部系统，由于配电网中负荷种类繁多，随机性较大，较难准确地表示负荷，为便于研究，采用恒功率静态模型来表示馈线上各节点的负荷，并获取相应的等效电路(如图2所示)；图2中，SS、SDG、SL分别为系统容量、光伏接入容量与负荷大小；分别为系统母线电压、分布式光伏接入点电压与负荷侧电压；Z1、Z2分别为接入点到系统母线的等效阻抗与接入点到负荷侧的等效阻抗；/>为支路电流；由于本文涉及的分布式光伏容量较小，功率因数较高，无功调节能力有限，故将其等效为PQ节点。
建立T接方式下分布式光伏对配电网电压和线损分布影响分析模型，并通过容量、接入点对电压分布和线损的影响进行分析。
在含有分布式光伏的配电网中，接入分布式光伏对配电网的接入点冲击最大，故对接入点进行电压变化的分析，将分布式光伏出力导致在输电线路上引起相应电流的变化量设为根据图2所示的等效电路图可知，在接入点处的电压变化值为：
由于，
因此，将式(2)和式(3)代入式(1)，可得
其中，ΔSDG为分布式光伏的注入功率，为未接入分布式光伏的电压值，/>为分布式光伏接入后的电压值，θ为分布式光伏功率因数角，φ为从分布式光伏接入点看时配电网的阻抗角。
由于线路两端的相位移通常不大，将式(1)进行简化处理，电压变化量的横分量忽略，得到
ΔU＝Z1ΔI＝|Z1||ΔI|cos(φ+θ) (5)
其中ΔU为接入点电压变化的纵分量。进而将式(4)简化如下，
线路损耗计算公式采用式(7)：
由式(6)可知，分布式光伏的接入改变了馈线上电压分布，对配网电压有抬升作用，电压提高的值与分布式光伏的接入容量ΔSDG，分布式光伏功率因数角θ以及反映接入位置的Z1有关。
下面结合实施例和相应附图对本申请进行进一步详细描述。
以光伏扶贫工程中某村光伏电站扶贫示范工程项目为例。该村356户，1090口人，通电率100％，总负荷为120kW，功率因数0.89。图3为该配电网等值电路模型，其中10kV/380V变压器容量为200kVA，并且配备有3组20kVar无功补偿器，分布式光伏T接到变压器低压侧负荷出线上，低压主干线与分布式光伏接入线路均采用JKLYJ-70导线，线路总长度500米。为了描述分布式光伏接入位置的影响，将380V馈线按距离平均分成10个节点，负荷平均分布在这10个节点上。将变压器的低压母线出口编号为0，后面节点依次编号为1,2,…,i,…，m(m为节点总数)。节点i到节点j之间线路阻抗为Rij+jXij,以变压器低压母线电压为参考电压,设为并假定其恒定不变。
(1)分布式光伏接入容量对电压和线损分布的影响分析
在相同的运行条件下，将分布式光伏放置在馈线中部节点5位置，保持功率因数为1，改变光伏的出力，光伏出力为80kW，100kW，120kW时，馈线电压分布情况如图4所示。
由图4可知，在相同的位置接入不同容量的分布式光伏会对馈线电压分布带来不同的影响。分布式光伏接入后，对负荷节点的电压起到抬升作用，且分布式光伏接入容量在一定范围之内时，接入容量越大，接入点处电压抬升效果最为明显。分布式光伏接入容量在超出一定范围时，会出现电压越限现象。
由图5可知，随着分布式电源接入容量越大，系统网损逐渐减低。在分布式电源接入点相邻线路损耗较低，分布式电源接入点到台区低压侧线路损耗呈上升趋势，分布式电源接入点到终端用户侧线路损耗呈先上升后下降趋势。
(2)分布式光伏接入位置对电压分布的影响分析
保持分布式光伏接入容量100kW及功率因数1不变，改变其在馈线中的接入位置。本文选取馈线的首端、中部、末端三个比较有代表性的接入位置,即节点1，节点5，节点10，仿真结果如图5所示。
从图6中计算得到的馈线电压分布可以看出，相同容量的分布式光伏接入不同位置时，会出现不同的电压分布。分布式光伏距离系统等效电源距离越近，对馈线电压影响越小；分布式光伏距离系统等效电源距离越远，对电压分布的影响越大。当分布式光伏接入末端节点且接入容量过大时，可能会造成该节点电压越限，如在节点10接入，这会对农业生产造成不利影响。从减小电压变化率的角度考虑，T接方式下分布式光伏并不适宜在末节点接入配电网。当分布式光伏接入中后部节点时，如节点7、8、9，既发挥了分布式光伏的电压支撑作用，又没有出现电压越限问题，故宜T接入到线路中后部。
由图7可知，分布式电源接入位置在馈线中部，能有效降低馈线损耗。
(3)分布式光伏的功率因数对电压和线损分布的影响分析
保持光伏电站出力100kW和接入位置节点5不变，改变分布式光伏的功率因数，分析电压分布，结果如图8所示。
从计算得到的线路电压分布可以看出，分布式光伏以滞后功率因数并入配电网对电压水平具有抬升效果，且功率因数越高，抬升效果越明显。分布式光伏以超前功率因数并入配电网，相当于在配电网中并入一个负荷，加剧了配电网的低电压问题，分布式光伏适合以滞后功率因数接入配电网。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (1)
1.一种分布式光伏T接接入对低压配电网线损影响分析方法，其步骤是：
步骤一、获取分布式光伏以T接方式接入配电网的电路；
步骤二、将变电站以上的网络全部等值为外部系统，并采用恒功率静态模型来表示馈线上各节点的负荷；
步骤三、获取分布式光伏以T接方式接入配电网的等效电路；
步骤四、建立T接方式下分布式光伏对配电网电压和线损分布影响分析模型；
所述步骤四中：
对接入点进行电压变化的分析，将分布式光伏出力导致在输电线路上引起相应电流的变化量设为在接入点处的电压变化值为：
由于
因此，将式(2)和式(3)代入式(1)，可得
其中，ΔSDG为分布式光伏的注入功率，为未接入分布式光伏的电压值，/>为分布式光伏接入后的电压值，θ为分布式光伏功率因数角，φ为从分布式光伏接入点看时配电网的阻抗角；
由于线路两端的相位移通常不大，将式(1)进行简化处理，电压变化量的横分量忽略，得到
ΔU＝Z1ΔI＝|Z1||ΔI|cos(φ+θ) (5)
其中ΔU为接入点电压变化的纵分量。进而将式(4)简化如下，
线路损耗计算公式采用式：
步骤五、通过容量、接入点对电压分布和线损的影响进行分析。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106547725A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-03-29 | 天津大学 | 配电网静态电压安全域的快速生成方法 |
| JP2017229212A (ja) * | 2016-06-24 | 2017-12-28 | 新電元工業株式会社 | パワーコンディショナの運転制御装置、運転制御方法、および運転制御プログラム |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017229212A (ja) * | 2016-06-24 | 2017-12-28 | 新電元工業株式会社 | パワーコンディショナの運転制御装置、運転制御方法、および運転制御プログラム |
| CN106547725A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-03-29 | 天津大学 | 配电网静态电压安全域的快速生成方法 |
| CN110011321A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-07-12 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种基于首端电压追踪的分布式光伏变斜率下垂控制方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Distribution Network Line Power Loss Evaluation with Grid Connected Rooftop Photovoltaic Systems Utilizing Over Voltage Mitigation Techniques;Ahmed M. M. Nour;《2018 IEEE 7th International Conference on Power and Energy》;20181231;全文 * |
| 分布式电源并网对供电电压质量的影响;李丹;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20111215;正文第11页第3段-第14页第3段，第22页第1段-第26页第3段 * |
| 分布式电源接入的配电系统电压估算方法研究;刘伟生;《配网技术及系统》;20180228;全文 * |
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