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摘要：配电网的合环可有效实现电力系统不停电倒负荷，对于提升网络运行的可靠性是十分有利的，它是电力系统安全运行中重要环节。在合环操作以前，需要对相关的合环电网展开仿真计算，以此确认合环是否安全。为了确保合环操作的顺利进行，探究分布式电源对配电网合环操作带来的影响，并寻找科学的合环电流调控方法意义重大。基于此，本文阐述了合环电流调控的概述及其影响因素，分析了分布式发电对配电网带来的影响，探讨了含分布式电源的配电网合环电流调控的策略。
关键词：分布式电源；智能电网；配网合环控制；策略研究
近年来，随着科学技术的迅速发展，新的电力技术得到广泛应用，电力企业正经历比较大型的变革时期，一个新式的电力供求系统逐渐变为时代发展的趋势。其中，含分布式电源的智能配电网则是一项重要技术。而且，分布式发电量向来呈上升趋势发展，推动了以往的配电管理与负荷模式的巨大变化。从电网控制的视角分析，分布式发电量的不断上升经常会引发配电网络更为复杂，这和现阶段管理配电的方法与不同电源的特点具有较大关系。因此，分布式电源扩大了智能电网的运行难度，必须对此采用有效的策略进行控制。
一、合环电流调控的概述及其影响因素
第一，合环生成的稳态电流和冲击电流二者是制约电网稳定运行的关键因素。因此，在配电网合环以前，相关的调度工作者应当认真判断合环稳态、冲击电流是否超越限制。如果越限，则需采用合理措施削弱合环电流，让其数值降到合理范围内，有利于提升配电网合环的成功概率。这一过程就是合环电流的调控过程。需要引起注意的是：在具体进行合环的时候，常遇到失败的因素主要是合环冲击的电流太大，从而导致继电保护的误动作现象。所以，在对合环电流进行调控时，侧重于降低合环的冲击电流。根据合环冲击电流与合环稳态电流之间的比例关系，可以判断合环稳态电流会伴随合环冲击的电流降低而减弱。这样，在制定合环电流调控策略时，仅需要把冲击电流控制在限值之内，再按照相关公式对合环稳态电流进行计算，同时对其越限与否加以校验就可以了。关于合环电流的调控，我国以及世界相关学者也提出了一些措施，而最为公认的措施则是降低合环点两端的电压差。可改变发电机端的电压，调节变压器的变比与调节无功补偿容量等措施。因为在配网系统中，改变发电机端的电压不会取得明显效果，因此，通常探讨调节变压器的变比与无功补偿容量的方式进行调控。此外，伴随我国配电网络本身结构日益复杂，对合环电流的影响因素也日益增多，特别近年来分布式电源的并网结构给合环调控带来了更大的考验。第二，为了能使得出的结论适用于大部分合环情况，本文分析时采用经典合环模型，并在此基础上标注了参与合环的高/低压侧母线、相关支路的主变压器、合环线路与联络开关的数值等，通过分析了解到：合环电流和以下因素相关：其一，支路所带负荷；其二，主变压器阻抗；其三，合环以后的主变压器其高压端电压差。
二、分布式发电对配电网的影响
在分布式电源的控制情况下，配电网络的继电保护标准也会作出相应调整，由于此时按照单向潮流设计的继电保护将失去效果。所以在分布式发电接入系统以后，会产生无法预测的跳闸、安全故障、继电器动作滞后等问题。另外，分布式发电还会对自动重合闸造成相应的影响。所以，处理故障的时候，应当重视保护设备运行的次序。因为分布式发电方式的应用逐渐普及，传统的许多故障定位的方式不能满足具体要求，万一发生故障，现有的配电运行流程会要求移除分布式发电机组，进而导致运行状况更加直观、清晰、安全可靠且便于自动重合闸。分布式发电入网处继电保护濒率与电压继电器)的目的在于抑制机组的故障电弧的滋生，从而防止孤岛效应的产生。如果分布式发电接入持续增加，且一些分布式发电机组能够及时发现输电网存在的一个短路故障，这时发电机组的瞬时跳闸结果就极有可能变得十分不利。
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三、含分布式电源的配电网合环电流调控策略
（一）分析DG并网的容量
为验证DG的并网容量对合环电流的影响，选取节点9作为DG的并网节点，并依次并入容量为1MVA, 2MVA和SMVA的DGo分别计算模型的潮流和合环电流， 由上表可以看出，DG并网后抬高了合环节点的电压，而且DG的实际发电功率越大，各节点电压增值越大。且由潮流计算的结果可知，DG并网点的电压幅值变化最为明显。就节点电压的抬高幅度而言，当9节点有1 MVA的DG并网时，各节点电压虽然抬高，但都没有越限，故合环操作可以进行，而且不难看出，并网的DG反而缩小了合环点之间的电压差，降低了合环电流;当有2MVA的DG并网时，电压差进一步缩小且节点8的电压高于节点4，合环电流反向。但经过计算，此时节点9的电压已经越限，故虽然合环电流较之前进一步减小，但不满足系统的电压约束条件，不能合环;当并网容量上升至SMVA时，不仅合环难以进行，而且潮流出现反向，威胁到配电网的运行安全。因此，在选择DG并网容量时应根据现实条件规定并网容量上限，以保证电网的安全稳定运行。通常情况下，DG的并网容量不宜超过系统总负荷的10%，超过这一限值后，DG将影响配电网的正常运行。同时，通过以上结果我们可以看出，DG在并网侧抬高节点电压的作用要大于非并网侧，可见DG并网位置的选择会影响合环点两侧的电压差，进而影响合环电流。下面我们讨论DG的并网位置对合环电流的影响。
（二）分析DG井网的方位
在实际合环操作中，应使负荷较重支路的DG继续运行，并且适邹良制负荷较轻一侧DG的出力。同时，应使合环点电压较低一侧支路的DG继续运行，并限制电压较高一侧DG的出力，以防因合环电流过大而导致合环失败。节点7为合环点上游节点，在上游节点并入DG相当于增加电源出力，使该侧的电压平稳上升，故在选择上游节点作为DG的并网位置时，应选择电压较低一侧的上游节点。节点8为合环节点，在合环节点并入DG会使得该节点的电压迅速上升，同时，在该节点的DG会使潮流分布更为复杂，故在合环节点并入DG时应慎重考虑。
（三）含DG的合环电流调控
例如：节点9并入2MVA的DG系中，再次验证以前的合环电流调控方式。由前文了解到，节点9的DG会使合环电流反向，并引发此节点电压越限的现象，因此是不适宜合环的。通常状况下，在执行合环操作的时候，应当把此节点的DG退出运行或者降低出力。将在DG安全运行下通过基于SAPSO算法的合环调控方法对合环电流加以调控。其调控顺序：先把2#变压器的分接头提升三档，再把1#变压器分接头提升一档，电容器三和电容器七皆不投入。通过计算可以看出，合环电流值较DG并网以前有所降低，同时，各电压的节点皆没有越限，可以合环。所以，合理选择DG的并网容量和并网方位对提升合环操作成功率尤为关键。
结束语：
分布式的电源给电网合环带来的影响来主要是合环节点电压的变化，且伴随分布式电源的并网容量与方位的变动，影响也会有所不同。通过分析计算可以了解到：分布式电源的并网容量提升，也会抬高并网支路各个节点的电压数值，如果并网容量大于系统负荷的10%，则极易引发电力系统潮流的反向，给系统的正常运行造成较大的影响。而分布式电源的并网方位越贴近线路的尾端，对并网支路各个节点的电压影响越大。因此，在对分布式电源进行并网建设过程中，必须慎重选择并网容量与位置。
参考文献：
[1]赵泓霖. 含分布式电源的配电网合环电流调控策略研究[D].山东大学,2015.
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[3]李璐,谭忠富,张恩源.含分布式电源的智能配网的控制策略研究[J].华东电力,2014,42(08):1600-1605.
论文作者:韩传亮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/9
标签：电流论文; 分布式论文; 节点论文; 电压论文; 电源论文; 容量论文; 支路论文; 《电力设备》2018年第7期论文;