基于电压偏差的分布式电源接入变电站的可行性分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及智能变电站领域，涉及电力系统稳定分析，尤其涉及基于电压偏差的 分布式电源接入变电站的可行性分析方法。
【背景技术】
[0002] 智能变电站通过采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字 化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计 量和监测等基本功能，并可根据需要，实现电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协 同互动等高级功能。因而，智能变电站通过设备智能化和管理智能化，实现了无人值守，进 而降低了生产成本。
[0003] 然而，智能变电站的检测管理设备在智能变电站运行过程中会消耗一定电能，增 加了智能变电站站用能耗。因此，利用分布式电源接入变电站提供变电站站用电，可以减少 变电站在运行过程中的电量损耗。
[0004] 相关技术中，利用分布式电源接入变电站提供变电站站用电的方法存在以下问 题：由于一般分布式光伏发电系统接入条件是根据占地面积、变压器容量来确定的，因此， 在大规模分布式光伏接入后，配电网的局部节点存在静态电压偏移的问题，配电网中尤其 是低压网络对电压的变化比较敏感。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本发明的目的是提供基于电压偏差的分布式电源接入变电站的可 行性分析方法，解决在大规模分布式光伏接入后，配电网的局部节点存在静态电压偏移的 问题，配电网中尤其是低压网络对电压的变化比较敏感的技术问题。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：基于电压偏差的分布式电源接 入变电站的可行性分析方法，包括以下步骤：
[0007] (1)通过数据采集系统提取配电网的电压数据；
[0008] (2)计算电压偏差；
[0009] (3)计算并确定变电站配电网的电压的极限范围；
[0010] (4)计算并得出变电站配电网接入分布式光伏发电系统的最大接入规模。
[0011] 优选地，所述步骤（2)中，对按照步骤（1)中所提取的数据进行分析，所述变电站 配电网的电压偏差用下述①式表示：
[0012]
[0013] 其中，Ud -电压偏差；U-实际电压；U。一系统标称电压。
[0014] 优选地，所述步骤（3)中，根据标准要求，35KV及以上供电电压的正负偏差的绝 对值之和不超过标称电压的10% ;20KV及以下三相供电电压允许偏差为系统标称电压的 ±7% ;得到，变电站配电网的电压的极限范围为400(380) ±7% V。
[0015] 优选地，所述步骤（4)中，变电站配电网不同负载特性的P-U关系可根据电压稳定 性P-U曲线分析得出；变电站接入分布式光伏发电系统的有功功率的最大值用下述②式表 示：
[0016]
[0017] 其中，AU-传输功率；P-有功功率；R -线路电阻；X-线路电抗；U2-接入点电 压；
[0018] 进而推算得到变电站配电网接入分布式光伏发电系统的最大接入规模。
[0019] 本发明的有益效果：
[0020] 本发明的实施例所提供的基于电压偏差的分布式电源接入变电站的可行性分析 方法，由于通过电压偏差来计算分布式光伏发电系统的接入规模，从而保证了分布式光伏 发电系统接入变电站配电网引起的静态电压偏移不会超过极限范围，进一步优化了分布式 光伏发电系统接入配电网的电气技术的要求，解决了配电网中尤其是低压网络对电压变化 比较敏感的技术问题；进一步减少了智能变电站站用的能耗，节约了能源，提高了工作效 率，最大程度上的节省了人力和物力。
【具体实施方式】
[0021] 结合以下实施例对本发明作进一步描述。
[0022] 为了详细说明本发明的【具体实施方式】，先对本发明所涉及的术语进行解释说明：
[0023] 配电网：是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容以及一 些附属设施组成，在电力网中用于分配电能作用的网络。
[0024] 电压偏差：指供配电系统改变运行方式和负荷缓慢地变化，使供配电系统各点的 电压也随之变化，各点的实际电压与系统的输出电压之差为电压偏差。
[0025] 峰值功率：峰值功率即P. P功率，将额定输出功率中的有效值电压换算为峰值电 压得到的功率。
[0026] 基于电压偏差的分布式电源接入变电站的可行性分析方法，所述分析方法包括以 下步骤：
[0027] (1)通过数据采集系统提取配电网的电压数据；（2)计算电压偏差；(3)计算变电 站配电网的极限范围；(4)计算得出变电站配电网接入分布式光伏发电系统的最大接入规 模。
[0028] 步骤（1)通过数据采集系统提取配电网的电压数据。按照步骤（1)中所提取的数 据进行数据分析，根据以下公式计算出变电站配电网的电压偏差：
[0029]
[0030] 其中，Ud -电压偏差；U-实际电压；U。一系统标称电压。
[0031] 所述计算变电站配电网的极限范围根据标准要求，35KV及以上供电电压的正负偏 差的绝对值之和不超过标称电压的10%;20KV及以下三相供电电压允许偏差为标称电压的 ±7% ;得到，变电站配电网电压的极限范围为400 (380) ±7% V。
[0032] 步骤⑷中的变电站配电网不同负载特性的P-U关系根据电压稳定性P-U曲线分 析得出；变电站接入分布式光伏发电系统有功功率的最大值可依据以下传输线中电流、受 端电压和功率关系式得出：
[0033]
[0034] 其中，AU-传输功率；P-有功功率；R -线路电阻；X-线路电抗；U2-接入点电 压；
[0035] 进而得到变电站配电网接入分布式光伏发电系统的最大接入规模。
[0036] 下面以某变电站0. 4KV配网线路为例进行说明：
[0037] 通过数据采集系统提取配电网的电压数据，由20KV及以下三相供电电压允许 偏差为标称电压的±7%，得到，该实施例中的分布式光伏发电系统接入点电压的允许范 围不超过428V。由于分布式光伏发电系统采用就近接入原则，分布式光伏发电系统使用 Z2-YJV-400型电缆，长度为3公里。因此线路电抗可以忽略，线路电抗通过等效电阻R来替 换。在上述公式中，令X = 0, R= 1.5Q ;由于分布式光伏发电系统的功率因数较高，无功 功率可以忽略，则公式中，令Q = 0。
[0038] 根据上述参数，通过以上公式②计算，得出配电线路传输功率P = 114. 13KW。因 此，变电站合适的分布式光伏发电系统峰值功率不能超过114. 13KW。
[0039] 最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保 护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应 当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实 质和范围。
【主权项】
1. 基于电压偏差的分布式电源接入变电站的可行性分析方法，其特征是：包括以下步 骤： (1) 通过数据采集系统提取配电网的电压数据； (2) 计算电压偏差； (3) 计算并确定变电站配电网的电压的极限范围； (4) 计算并得出变电站配电网接入分布式光伏发电系统的最大接入规模。2. 根据权利要求1所述的基于电压偏差的分布式电源接入变电站的可行性分析方法， 其特征是：所述步骤（2)中，对按照步骤（1)中所提取的数据进行分析，所述变电站配电网 的电压偏差用下述①式表示：其中，Ud -电压偏差；U-实际电压；U。一系统标称电压。3. 根据权利要求1所述的基于电压偏差的分布式电源接入变电站的可行性分析方法， 其特征是：所述步骤（3)中，根据标准要求，35KV及以上供电电压的正负偏差的绝对值之和 不超过标称电压的10% ;20KV及以下三相供电电压允许偏差为系统标称电压的±7% ;得 到，变电站配电网的电压的极限范围为400(380) ±7% V。4. 根据权利要求1所述的基于电压偏差的分布式电源接入变电站的可行性分析方法， 其特征是：所述步骤（4)中，变电站配电网不同负载特性的P-U关系可根据电压稳定性P-U 曲线分析得出；变电站接入分布式光伏发电系统的有功功率的最大值用下述②式表示：其中，Λ U-传输功率；P-有功功率；R-线路电阻；X-线路电抗；U2-接入点电压；进 而推算得到变电站配电网接入分布式光伏发电系统的最大接入规模。5. 根据权利要求1所述的基于电压偏差的分布式电源接入变电站的可行性分析方法， 其特征是：使用所述基于电压偏差的分布式电源接入变电站的可行性分析方法的变电站 0. 4KV配网线路，分布式光伏发电系统接入点的电压的允许范围不超过428V ;所述分布式 光伏发电系统使用Z2-YJV-400型电缆，其长度为3公里，其线路电抗忽略不计且可通过等 效电阻R替换；在所述步骤（4)中的所述公式②中，令X = 0, R= 1.5Ω ;由于分布式光伏 发电系统的功率因数较高，无功功率可以忽略，则公式中，令Q = O ;得出配电线路传输功率 P = 114. 13KW ;即变电站合适的分布式光伏发电系统峰值功率不能超过114. 13KW。
【专利摘要】本发明公开了基于电压偏差的分布式电源接入变电站的可行性分析方法，包括以下步骤：(1)通过数据采集系统提取配电网的电压数据；(2)计算电压偏差；(3)计算变电站配电网的极限范围；(4)计算得出变电站配电网接入分布式光伏发电系统的最大接入规模；对步骤(1)中所提取的数据进行分析，计算出变电站配电网的电压偏差；根据标准要求，得到变电站配电网电压的极限范围；步骤(4)中的变电站配电网不同负载特性的P-U关系根据电压稳定性P-U曲线分析得出；变电站接入分布式光伏发电系统有功功率的最大值可依据传输线中电流、受端电压和功率关系式得出，进而得到变电站配电网接入分布式光伏发电系统的最大接入规模。
【IPC分类】H02J3/38, G06F19/00
【公开号】CN105071429
【申请号】CN201510417191
【发明人】李臻, 李义岩, 冯润, 王涌, 柳立慧, 陈超, 阿不都艾尼·阿不都瓦依提, 马红, 李星, 史亚娟, 韩永军, 刘福潮, 张建华
【申请人】国家电网公司, 国网新疆电力公司电力科学研究院, 新疆电力节能服务有限责任公司, 国网甘肃省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月15日