分布式发电接入电网的静态电压稳定特性及影响分析.pdf

第４２卷第１２期２０１４年６月１６日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＶ＿０１．４２ＮＯ．１２Ｊｕｎ．１６．２０１４分布式发电接入电网的静态电压稳定特性及影响分析李题印，韩永强，胡晓琴，潘姝，周念成（１．国网浙江杭州市余杭区供电公司，浙江杭州３１１１００；２．输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆大学电气工程学院，重庆４０００４４）摘要：分布式发电（ＤｉＳｔｒｉｂｕｔｅｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＤＧ）接入电网在缓解环境污染和能源短缺压力的同时，也会给电网的安全运行分析带来新的挑战，特别是ＤＧ控制策略的多样性将使电网静态电压稳定问题更加复杂。ＤＧ接入电网对静态电压稳定性的影响主要取决于ＤＧ的接入容量、控制方式等因素。首先对ＤＧ接入线路的复杂外部网络进行等值，推导负荷节点电压与分布式发电渗透率的解析表达式。在此基础上，分析不同ＤＧ渗透率下的节点电压以及负荷ＰＶ特性，比较ＤＧ采用不同无功控制策略对负荷ＰＶ特性的影响。最后，将扩展线路电压稳定指标应用于含ＤＧ的电网静态电压稳定分析，研究ＤＧ采用主动无功控制策略对线路电压稳定指标的影响。关键词：分布式发电；渗透率；静态电压稳定；无功控制；负荷特性Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｔａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｎｔｏｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍａｎｄｉｔｓｉｍｐａｃｔｓａｎａｌｙｓｉｓ—ＬＩＴｉ．ｙｉｎ，ＨＡＮＹｏｎｇ．ｑｉａｎｇ，ＨＵＸｉａｏ．ｑｉｎ，ＰＡＮＳｈｕ，ＺＨＯＵＮｉａｎｃｈｅｎｇ２（１．ＹｕｈａｎｇＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＢｕｒｅａｕｏｆＺｈｅｊｉａｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１１１００，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ＆ＳｙｓｔｅｍＳｅｃｕｒｉｔｙａｎｄＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４．Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｒｅｌｉｅｖｅｓｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｎｄｅｎｅｒｇｙｓｈｏｒｔａｇｅ，ｂｕｔａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｉｔｃｏｕｌｄｂｒｉｎｇｎｅｗｃｈａｌｌｅｎｇｅｔｏｔｈｅｇｒｉｄｓａｆｅｏｐｅｒａｔｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓ，ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆＤＧｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｍａｙｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｔｈｅｓｔａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇＤＧｏｎｓｔａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｍｏｓｔｌｙｄｅｐｅｎｄｓｏｎｔｈｅｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｏｆＤＧＦｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｏｆｅｘｔｅｒｎａｌｇｒｉｄｏｆＤＧｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇｌｉｎｅｉｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄａｎｄｔｈｅａｎａｌｙｔｉｃｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｌｏａｄｖｏｌｔａｇｅｒｅｇａｒｄｔｏｔｈｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｏｆＤＧｉｓｄｅｒｉｖｅｄ，ａｎｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓ，ｔｈｅｌｏａｄｖｏｌｔａｇｅａｎｄｔｈｅＰＶｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｉｓａｎａｌｙｚｅｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔＤＧｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｓ．ＴｈｅｎｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｏｎｌｏａｄＰＶｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｉｓｃｏｍｐａｒｅｄ．Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｅｅｘｔｅｎｄｅｄｌｉｎｅｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｄｅｘｉｓｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆＤＧｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｏｎｔｈｅｌｉｎｅｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｄｅｘ．ＴｈｉｓｗｏｒｋｉｓｓｕｐｐｏｓｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．５１２７７１８４）．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ｐｏｗｅｒｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｌｅｖｅｌ；ｓｔａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｒｅａｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ；ｌｏａｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ中图分类号：ＴＭ７１２文献标识码：Ａ—文章编号：１６７４３４１５（２０１４）１２－０００８－０６０引言随着环境污染加剧和能源日益短缺，分布式发￣（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＤＧ）以环保、高效和灵活等特点得到各国的高度重视和大力发展［卜。并网ＤＧ穿透功率的增加将改变电网能源结构，对电网基金项目：国家自然科学基金（５１２７７１８４）；输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室自主研究项目（２００７ＤＡ１０５１２７１１２Ｏ９）电压、电能质量和运行规划等方面产生影响【３Ｊ，其中电压稳定问题是一个重要方面。接入电网ＤＧ规模的扩大将替代更多的传统电源，进而改变线路的有功、无功大小和方向，影响系统中各节点的稳态电压分布【７Ｊ。当ＤＧ的扰动引起负荷电压不能维持在允许范围内时，电网可能出现电压失稳。ＤＧ接入电网的静态电压稳定性主要取决于ＤＧ接入容量（即穿透功率）、类型（含不同控制方式）和接入位置等因素【９引。文献［９．１０］研究了不同类型的ＤＧ在接入位置和穿透功率变化时对电网李题印，等分布式发电接入电网的静态电压稳定特性及影响分析一９．静态电压稳定性的影响，文献［１１］对ＤＧ接入电网的静态电网稳定裕度进行概率评估。随着ＤＧ穿透功率不断增加，其对电网静态电压稳定的影响将愈加显著Ｌ４Ｊ，但是前述文献仅对比分析不同穿透功率下电网静态电压稳定特性，没有解释静态电压稳定性与ＤＧ穿透功率的关系。实际运行中ＤＧ具有一定的无功调节能力，其主动参与配电网控制更有利于系统功率平衡和电压稳定性，ｌ引。ＤＧ采用的主动电压控制策略不同，对电网电压稳定的影响也不尽相同，但是现有文献尚未分析其主动控制对电压稳定性的影响。本文针对静态电压稳定性与ＤＧ穿透功率的关系，将ＤＧ接入线路的外网进行戴维南等值得到含ＤＧ电网的两节点简化模型，进而推导电网负荷节点电压与ＤＧ渗透率的解析表达。分析不同渗透率下含ＤＧ电网的静态电压特性，并讨论ＤＧ采用不同无功控制策略对静态电压特性的影响。此外，将文献［１３］的扩展线路电压稳定指标（ＥｘｔｅｎｄｅｄＬｉｎｅＳｔａｂｉｌｉｔｙＩｎｄｅｘ，ＥＬＳＩ）推广至ＤＧ所接入线路的电压稳定量化分析，比较不同无功控制策略对电压稳定指标的影响。１含分布式发电电网等值模型及负荷节点电压计算１．１含分布式发电电网负荷节点电压计算含ＤＧ电网的静态电压稳定性与线路、电网参数、ＤＧ输出功率等因素相关。考虑到外部电网结构的复杂性，需对外部网络进行等值。图１（ａ）中ＤＧ和负荷经线路接入电网，节点ｉ电压为，注入节点ｋ功率为Ｓｋｉ；ＤＧ注入电网功率为尸ＤＧ＋ｊＱＤＧ，负荷功率为Ｐ厂＋ｊＱｆ，为线路阻抗。如图１（ｂ）所示，在静态电压稳定分析时可将线路以外的局部网络进行戴维南等值【１，图中和Ｒｋ＋ｊＸｋ为等值电源和等效阻抗。（ａ】原网络模型（ｂ）网络等值模型图１分布式发电接入电网的外网等值Ｆｉｇ．１ＥｑｕｉｖａｌｅｎｃｅｏｆｔｈｅｂｒａｎｃｈｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇＤＧ图２为含ＤＧ电网等效电路，和为常规电源的有功无功功率；ｆ＋ｊ＋ｊ（Ｘｋ＋Ｘｋ１）为外网等效阻抗和线路阻抗之和，和为网络损耗的有功和无功，负荷节点电压Ｌ０设为参考电压。其中外网的戴维南等值可根据多时段的ＳＣＡＤＡ数据，利用最小二乘方法得到戴维南模型参数Ｌ１。常规电源所发出的复功率可表示为＝（巨Ｌｅ）ｌ＋一Ｉ巨ｌ（ｃｏｓ＋ｊｓｉｎ）［Ｉ巨ｌ（ｃｏｓ一ｊｓｉｎ０）一ｌ一ｔ其有功和无功功率分别为：Ｒｅ＝ｌＥ＋ｄＶＲＩ．Ｅｋ．１＋Ｉｕ，ｌ（ｘ，ｓｉｎ一Ｒｃｏｓ叫（２）＝阱ｎ＋ｓ］（３）外网阻抗和线路消耗的有功和无功功率为：业（４）‘＋ｘ／、Ｑ＝（５）图２分布式发电接入电网的等效电路Ｆｉｇ．２ＥｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｏｆｔｈｅｇｒｉｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇＤＧ正常运行时并网ＤＧ通常采用单位功率因数运行，这里先设ＤＧ只提供有功功率即ＱｌＤＧ＝０，而负荷节点设为恒定功率因数即Ｑｔ＝ｋ１Ｐｔ。由图２可得系统有功和无功功率的平衡式分别为＋尸Ｄ。一＝（６）＝＋Ｑ＝『（７）将式（２）、式（４）代入式（６）可得ＩＥＩＩｖ，ｌ（一ｃｏｓ０－Ｒ，ｓｉｎ０）＝（尸Ｄ。一）（＋）一ＩＩＲ，（８）将式（３）、式（５）以及Ｑ尸Ｐｆ代入式（７）可得—ｌＥＩＩｖｆＩ（ｘ，ｃｏｓｅＲｓｉｎ）＝ｋｌＰｌ（Ｒ￣＋）＋ＩＵ，Ｉ，（９）式（８）、式（９）两端同时平方并相加消去常规电源电压的功角０，进而得到是关于Ｇ的一个一元四次方程为十ｌ２ｋ１一２（ＰＤＧ一），一ＥＩＵ＋［（。一）ｚ＋ｚ］（ｆ２＋ｆ２）００）由上式即可得负荷节点电压幅值随ＤＧ输出功率的变化特性。而ＤＧ穿透功率可从多个角度来定．１Ｏ．电力系统保护与控制义，如基于系统的可用容量、系统提供的总能量和系统的总负荷等［４１。采用接入电网ＤＧ装机容量与系统总负荷之比表征ＤＧ的穿透功率，即ＤＧ渗透率。将式（１０）ｑｈ的Ｇ用渗透率和负荷有功功率表示，得负荷电压与渗透率的关系为√＋Ｉ２ｋ，ｇＸ，一２（７／＋砰一ｌＲ一ｌ＋Ｌ、，Ｊｒ一２］（１１）√ｌ｛＋砰一）＋砰Ｉ（砰＋）＝０Ｌ、Ｊ求解上述方程得到负荷电压关于渗透率卵Ｐ的解析表达式为（１２）其中，—————●ｒ：———————ｒ＝一＝√√＋＝（１＋）Ａ＝ＲｔＰｌ七ＸｔＱ｜＝ＲｔＰｌ＋ｘ，ｋ１８——Ｂ＝ＸＰｉＲ１９－，：ＸｔＰｌＲ，ｋ，ＰＩ——Ｃ＝Ｅ一４２ｌ、ＡＲｓ３１４Ｂ＋８ＢＸ，Ｓｌｒｌｐ一４Ｘｔ２ｌ２ｆ｜Ｐ２可以看出，当网络参数不变时，负荷电压与ＤＧ渗透率大致呈二次关系。而线路的电抗值远大于电阻值，因此含的各项中４－ｄ里的一４为主导项，故负荷电压与呈开口向下的二次函数关系，即负荷电压在变化过程中将出现峰值。１．２分布式发电渗透率与负荷节点电压关系由负荷电压解析式可得负荷节点电压幅值随变化的特性，其中负荷电压４个解中只有１个正实数解为有效解。已知某地区电网１０ｋＶ线路的外网等值电势Ｅｋ＝１．０３２ｐｕ，最小运行方式和最大运行方式下等效阻抗、分别为０．１３ｐｕ、０．０１ｐｕ和０．０７、０．００１５，线路阻抗Ｒｋｒ＝０．０２和Ｘｋ￣＝０．３３，负荷有功Ｐｒ＝０．９，负荷无功占有功比例系数ｋ１：０．１。最小和最大运行方式下从０到８０％变化时负荷电压特性曲线，如图３所示。随着ＤＧ渗透率的增加，负荷电压先增大再逐渐减小，这与由负荷电１Ｏ００９９Ｏ９８ｊ【】＿９７０・９６Ｏ．９５０．９４０２Ｏ４０６Ｏ８０／％图３负荷电压随ＤＧ渗透率变化特性Ｆｉｇ．３ＶａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆｌｏａｄｖｏｌｔａｇｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆＤＧｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ压解析式得到的走势相符，即在增大过程中负荷电压存在峰值。两种运行方式下得到的外网等值阻抗的不同，会影响负荷节点电压随变化趋势。最小运行方式的电压峰值比最大运行方式时的峰值更大，且峰值对应的ｒ／更大。图４显示了系统的无功功率损耗Ｑｆ（仅给出最小运行方式的情况）随着ＤＧ渗透率的变化趋势。可以看出，无功损耗随渗透率的变化基本与负荷电压趋势相反，即随着渗透率增加，系统无功损耗先逐渐减小，再增大到比未接入ＤＧ时更大无功损耗值。由于负荷无功功率恒定，常规电源发出的无功功率变化趋势与无功损耗基本一致。ＤＧ渗透率超过一定值后，无功增加的原因是ＤＧ输出功率增加引起线路无功损耗增大，进而导致负荷电压减小。Ｏ・８０．６§【）．４０．２ＯＯＩ——————～一———～４０６Ｏｑｐ／％图４系统无功损耗随ＤＧ渗透率变化特性Ｆｉｇ．４ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｌｏｓｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅＤＧｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ２分布式发电渗透率和主动无功控制对静态电压稳定影响分析２．１分布式发电渗透率对静态电压稳定影响由式ｆ１２）可得不同渗透率下的负荷节点ＰＶ特性，其中节点电压和负荷有功功率为标幺值。采用前述算例最小运行方式下的参数，ＤＧ渗透率ｒ／分别取０、３０％、５０％、６０％和８０％时负荷ＰＶ曲线如图５所示。＝８Ｏ％＝５０％—～～、Ｌ＼—｛ｌｒ／＝６Ｏ矗＼●ｌ，／＝３０％／／／／’——／／／ｒｌ。ｕ一——一Ｐ／ｐｕ图５不同渗透率下负荷ＰＶ曲线Ｆｉｇ．５ＰＶｃｕｒｖｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｓｏｆＤＧ李题印，等分布式发电接入电网的静态电压稳定特性及影响分析．１１一当ＤＧ渗透率Ｆ／ｐ＜５０￣￣时，随着渗透率的增大，ＰＶ曲线负荷极限增大；而当ｑｖ＞５０％后，渗透率增大时负荷极限反而逐渐减小。另外，负荷极限对应的电压稳定临界点随ＤＧ渗透率的增大先降低再升高，为５０％时稳定运行的电压区间最大。图６为负荷极限尸ｃ和对应的临界电压随ＤＧ渗透率增加的变化情况。负荷极限随渗透率的增加增大至峰值再逐渐回落，而临界电压变化趋势则相反。渗透率珈为５０％时负荷极限出现最大值，而临界电压值为最低值，此时系统能够承受最多的负荷，可稳定运行的电压区间最大。这表明电网中接入ＤＧ低于该临界渗透率时，将更有利于系统的静态电压稳定。Ｏ１．０毒０．８０．６。八：／二＼Ｏ２Ｏ４０６Ｏ８Ｏ１ＯＯ！．／——／÷——：＼／０２Ｏ４０６Ｏ８０ｌ０Ｏ／％图６负荷极限和临界电压随ＤＧ渗透率变化曲线Ｆｉｇ．６ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌｏａｄｐｏｗｅｒｌｉｍｉｔａｎｄｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｖｏｌｔａｇｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆＤＧｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ２．２主动无功控制对静态电压稳定影响实际中ＤＧ具有一定的无功调节能力，己逐渐被要求主动参与配电网主动无功控制。为此，考虑ＤＧ提供的无功功率与有功功率成正比，即ＱＤＧ＝ｋ２ＰＤＧ。当为正时表示ＤＧ向系统提供无功功率，而当为负时表示ＤＧ从系统吸收无功。则无功功率平衡式（７）应改写为＋ＱＤ。＝ＱＴ＋Ｑ，（１３）将式（３）和式（５）以及Ｑｔ＝ｋ１Ｐｚ和ＱＤＧ＝ｋ２ＰＤＧ代入上式可得＋ｌ２（ｋｎＰｔ一）一２（一）Ｒ一Ｊ＋一．．．一（１４）Ｉ（一）＋（毛一）ｌ（＋）＝０根据上式可得ＤＧ不同无功出力下的负荷节点ＰＶ特性，图７为ＤＧ渗透率为２０％，ｋ２分别取０．１、一０．１和０而其他参数不变时的负荷ＰＶ特性曲线。可以看出，当ＤＧ吸收无功功率时，系统的临界电压对应的负荷极限Ｅ匕ＤＧ仅发出有功功率时的更小；而ＤＧ发出无功功率时的负荷极限比仅发出有功功率时更大。这说明ＤＧ发出无功功率的情况更有利于系统的静态电压稳定，但负荷节点的临界电压不随ＤＧ无功的变化而变化。１・０Ｏ．８０．６Ｏ・４０．２０．０——｛ｋ＿－０．１、—‘＝－０ｘ／／一也＝。・ｌ／一／０．００．１０．２０．３０．４０．５ｐ／ｐｕ图７不同ＤＧ无功控制下负荷ＰＶ曲线Ｆｉｇ．７ＰＶｃｕｒｖｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｏｆＤＧ图８为不同ＤＧ无功控制策略下负荷极限随渗透率增大的变化情况。这更加清晰地反映了ＤＧ无功功率对系统静态电压稳定的影响。与ＤＧ仅发出有功功率的情况相比，当其吸收无功时，不同渗透率下的负荷极限都有所减小，且在ｒ／ｐ＝５０％附近减小程度最大；而当ＤＧ发出无功功率时，不同渗透率下的负荷功率极限将有所增大，同样在渗透率为５０％附近增大的趋势最为显著。一＝０【＝一０．ｔ—ｋ２０１ｒ，，，／、，／＼＼一＼－．／％图８不同ＤＧ无功控制下负荷极限随渗透率变化Ｆｉｇ．８ＶａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｌｏａｄｐｏｗｅｒｌｉｍｉｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｐｅｎｅｔｒｍｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｔａｃｔｉｃｓｏｆＤＧ３不同无功控制策略下含分布式发电电网静态电压稳定指标计算与分析３．１含分布式发电电网静态电压稳定指标计算文献［１３１提出一种扩展线路电压稳定指标，用以考虑线路本身和外部影响时，分析当负荷波动时线路的电压稳定性。其计算公式为——————皿：＿＿７—≥１ｆｌ５１√２［Ｑ，＋＋（＋）（＋）】当ＥＬＳＩ＝１时为线路电压稳定的临界状态，对应线路传输功率极限。电压稳定指标值越大表明线路电压稳定性越好。若ＤＧ在负荷节点接入后，其“”注入功率可以看成是负的负荷，同样可得到类电力系统保护与控制似的线路电压稳定指标来分析当ＤＧ输出功率波动时接入线路的电压稳定性，用ＥＤＧ表示为．（）△√△△ｕｕ２【＋Ｑ十（Ｐ＋Ｑ）（砰＋＿ｆ２）】ｕ△—其中Ｐ＝Ｐ厂Ｇ，ＡＱ＝ＱＩＱＤＧ分别为等效负荷有功功率和无功功率。为比较不同无功控制策略对静态电压稳定指标的影响，考虑３种ＤＧ无功控制策略，１）ＤＧ仅输出有功ＰＤＧ，无功ＱｏＧ＝０；２）ＤＧ采用恒定功率因数控制ＱｏＧ＝七２ＰＤＧ，当＜０时表示ＤＧ从系统吸收无功功率，而当＞０则代表ＤＧ发出无功功率；３）ＤＧ采用恒定负荷节点电压的无功控制，通过求解负荷电压的四次方程可得ＱＤＧ为关于Ｐｆ和尸ＤＧ的函数关系。３．２不同无功控制策略下对比分析根据某地区电网１０ｋＶ出线日负荷和ＤＧ（光伏发电）一天内的出力波动（图９），可得不同无功控制策略下的静态电压稳定指标波动曲线，如图１０所示，其中ＤＧ渗透率为２０％，其余各参数取值与上节的算例相同。２００ｌ５。ｌ５０、．—Ｌ一ｌＤＧ出力１’／ｌ一一线路功率ｆ，Ｉ’一＼１』、１Ｊ／＼＼’～、０、、、—、——ＥＬｓＩｆ————ＥＤＧ，／＼一／ｔ／ｈ（ａ）ＤＧ仅发有功和不含ＤＧ对｝匕ｔ／ｈ（ｂ）采用恒定功率因数控ＳＵ．￣ｎ不含ＤＧ对比２ＵＩ一一ｋ２：ｏ２＾，＝一０．２／ｆ、—，／０５１０１５２０２５ｔ／ｈｆｃ）ＤＧ吸收、发出无功与仅发有功对比——ＥＬＳｉ＼一一ＥｒｍｒＩＩ，ｔ八／＼～／（ｄ）采用恒定电压控制和不含ＤＧ￣ｑ＂比图１０不同无功控制策略下电压稳定指标波动对比Ｆｉｇ．１０Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｌｉｎｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｄｅｘｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｔａｃｔｉｃｓ图１０（ａ１、１０（ｂ）￣Ｄ１０（ｄ）分别显示ＤＧ仅输出有功功率、恒定功率因数控制和定电压控制时的ＥＤＧ与不含ＤＧ时的电压稳定指标ＥＬＳＩ。图１０（ｃ）还给出了ＤＧ仅输出有功、采用恒定功率因数时指标的对比。由图１０（ａ）和图１０（ｂ）可见，ＤＧ接入线路电压稳定指标均较未接入ＤＧ时有所提高，系统静态电压稳定性增强；由图１０（ｃ）可见，采用恒定功率因数控制时，ＤＧ发出无功功率时线路的稳定性比ＤＧ仅发有功功率时更好，而吸收无功时的稳定性不如仅发有功的情况，这与ＤＧ接入对负荷节点电压稳定性影响结果一致；图１０（ｄ）表明采用恒定电压控制时，线路电压稳定性指标波动曲线中有一段明显的平稳区间，这是由于既要保证负荷节点电压恒定，也需满足无功功率在允许范围造成的。４结论本文推导了ＤＧ渗透率与负荷电压解析关系，分析了ＤＧ渗透率增加时负荷电压、ＰＶ特性的变化情况，重点研究了不同无功控制策略对系统静态电压稳定的影响。研究表明，ＤＧ仅发出有功时随着渗透率的增大，负荷极限将先逐渐增大然后再减小，最大值出现在渗透率为５０％的情况下。ＤＧ渗透率小于５Ｏ％时，增加渗透率可以提高承受负荷的能力，从而提高系统的静态电压稳定性。不同无功控制策略的对比分析发现，ＤＧ采用发无功的恒功率因数加ｍＯ宕目誉ｇ衙ｌｓ葛李题印，等分布式发电接入电网的静态电压稳定特性及影响分析．１３．控制更有利于线路电压的稳定性。参考文献［１］肖湘宁，陈征，刘念．可再生能源与电动汽车充放电设施在微电网中的集成模式与关键问题［Ｊ］．电工技术学报，２０１３，２８（２）：１－１４．—ＸＩＡＯＸｉａｎｇｎｉｎｇ，ＣＨＥＮＺｈｅｎｇ，ＬＩＵＮｉａｎ．Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｍｏｄｅａｎｄｋｅｙｉｓｓｕｅｓｏｆｒｅｎｅｗａｂｌｅｅｎｅｒｇｙｓｏｕｒｃｅｓａｎｄ’ｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇｆａｃｉｌｉｔｉｅｓｉｎｍｉｃｒｏｇｒｉｄ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１３，２８（２）：１－１４．［２］刘波，张焰，杨娜．改进的粒子群优化算法在分布式电源选址和定容中的应用【Ｊ】．电工技术学报，２００８，２３（２）：１０３－１０８．ＬＩＵＢｏ，ＺＨＡＮＧＹａｎ，ＹＡＮＧＮａ．ＩｍｐｒｏｖｅｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｌＴｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｉｔｉｎｇａｎｄｓｉｚｉｎｇｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｐｌａｎｎｉｎｇ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２００８，２３（２）：１０３－１０８．［３］裴玮，盛鸥，孔力，等．分布式电源对配网供电电压质量的影响与改善［Ｊ］．中国电机工程学报，２００８，２８（１３）：１５２．１５７．ＰＥＩＷｅｉ，ＳＨＥＮＧＫｕｎ，ＫＯＮＧＬｉ，ｅｔａ１．Ｉｍｐａｃｔａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｖｏｌｔａｇｅｑｕａｌｉｔｙ【】．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２００８，２８（１３）：１５２－１５７．［４］ＥＦＴＥＫＨＡＲＮＥＪＡＤＳ，ＶＩＴＴＡＪＬＶＨＥＹＤＴＧｅｔａ１．Ｉｍｐａｃｔｏｆｉｎｃｒｅａｓｅｄｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｏｆｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｎｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＰｏｗｅｒ—Ｓｙｓｔｅｍｓ，２０１３，２８（２）：８９３９０１．［５］张立梅，唐巍，赵云军，等．分布式发电对配电网影响的综合评估［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１０，３８（２１）：ｌ３２１３６．ＺＨＡＮＧＬｉ－ｍｅｉ，ＴＡＮＧＷｅｉ，ＺＨＡＯＹｕｎ－ｊｕｎ，ｅｔａ１．Ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｉｍｐａｃｔｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１０，３８（２１）：１３２－１３６．［６］邓卫，唐西胜，裴玮，等．含风电微型电网电压稳定性—分析及控制技术［Ｊ］．电工技术学报，２０１２，２７（１）：５６６２．ＤＥＮＧＷｅｉ，ＴＡＮＧＸｉ－ｓｈｅｎｇ，ＰＥＩＷｅｉ，ｅｔａ１．Ｖｏｌｔａｇｅ—ｓｔａｂｌｎｉｔｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｍｉｃｒｏｇｒｉｄｗｉｔｈｗｉｎｄｐｏｗｅｒ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１２，２７（１）：５６－６２．［７］ＴＯＮＫＯＳＫＩＲ，ＴＵＲＣＯＴＴＥＤ，ＥＬ－Ｆ０ＵｌＴＨＭ．ＩｍｐａｃｔｏｆｈｉＰＶｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ０ｎｖｏｌｔａｇｅｐｒｏｆｉｌｅｓｉｎｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＥｎｅｒｇｙ，２０１２，３（３）：５１８－５２７．［８］张勇军，翟伟芳，林建熙．分布式发电并网的网损影响评价指标研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１１，３９（１３）：１３４－１３７．—ＺＨＡＮＧＹｏｎｇ￣ｕｎ，ＺＨＡＩＷｅｉｆａｎｇ，ＬＩＮＪｉａｎ－ｘｉ．Ｓｔｕｄｙ’ｏｎｐｏｗｅｒｌｏｓｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｏｆｔｈｅＤＧｓａｃｃｅｓｓｉｎｇｔｏｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１１，３９（１３）：１３４－１３７．［９］陈海焱，段献忠，陈金富．分布式发电对配网静态电压稳定性的影ｕｇ［Ｊ］．电网技术，２００６，３０（１９）：２７．３０．——ＣＨＥＮＨａｉ－ｙａｎ，ＤＵＡＮＸｉａｎｚｈｏｎｇ，ＣＨＥＮＪｉｎｆｕ．Ｉｍｐａｃｔｓｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｎｓｔｅａｄｙｓｔａｔｅｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍ—Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，３０（１９）：２７３０．［１０］李斌，刘天琪，李兴源．分布式电源接入对系统电压稳定性的影响［Ｊ］．电网技术，２００９，３３（３）：８４．８８．—ＬＩＢｉｎ，ＬＩＵＴｉａｎｑｉ，ＬＩＸｉｎｇ－ｙｕａｎ．Ｉｍｐａｃｔｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｎｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９，３３（３）：８４－８８．［１１］徐玉琴，刘文霞，潘雄．ＭＬＲＭ法预估含风电场系统静态电压稳定裕度［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１３，４１（５）：４８－５３．——ＸＵＹｕｑｉｎ，ＬＩＵＷｅｎｘｉａ，ＰＡＮＸｉｏｎｇ．ＭＬＲＭ－ｂａｓｅｄｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｓｔａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｍａｒｇｉｎｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｗｉｔｈｗｉｎｄｆａｒｍｓ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ—ａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１３，４１（５）：４８５３．—［１２］ＬＯＨＰＣ，ＬＩＤ，ＣＨＡＩＹＫ，ｅｔａ１．ＨｙｂｒｉｄＡＣＤＣｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓｗｉｔｈｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｓａｎｄｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｅｎｅｒｇｙｆｌｏｗｔｕｎｉｎｇ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０１３，２８（４）：１５３３－１５４３．［１３］ＹＵＪｕａｎ，ＬＩＷｅｎ－ｙｕａｎ，ＹＡＮＷｅｉ．Ａｎｅｗｌｉｎｅｌｏａｄａｂｉｌｉｔｙｉｎｄｅｘｆｏｒｒａｄｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ，２００８，３６（１１）：１２４５－１２５２．［１４］徐琳，卢继平，汪洋，等．电力系统节点电压稳定指标—的研究［Ｊ］．电网技术，２０１０，３４（３）：２６３０．ＸＵＬｉｎ，ＬＵＪｉ－ｐｉｎｇ，ＷＡＮＧＹａｎｇ，ｅｔａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｎｏｄａｌｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｄｅｘｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，３４（３）：２６・３０．［１５］周念成，廖彦洁，颜伟，等．基于相量测量的电压稳定裕度计算及减载方案［Ｊ】．中国电力，２０１２，４５（５）：６－１０．—ＺＨＯＵＮｉａｎｃｈｅｎｇ，ＬＩＡＯＹａｎ－ｊｉｅ，ＹＡＮＷｅｉ，ｅｔａ１．Ｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｍａｒｇｉｎｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｎｄｕｎｄｅｒ－ｖｏｌｔａｇｅｌｏａｄｓｈｅｄｄｉｎｇｓｃｈｅｍｅｂａｓｅｄｏｎｐｈａｓｏｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，２０１２，４５（５）：６－１０．收稿日期：２０１３－０９－０３；修回日期：２０１４－０３－１２作者简介：李题印（１９８３－），男，硕士，工程师，技师，从事电力系统信息管理工作；韩永强（１９７７－），男，硕士，工程师，从事电力系统信息管理工作；胡晓琴（１９８２一），女，硕士，工程师，从事电力科技项目管理工作。