基于分布式发电输出电流比例控制降低配电网损耗的方法研究

摘 要：本文针对简单放射状配电网接入分布式电源后的主干线电流与电压变化情况进行了研究，讨论了负荷均匀分布和非均匀分布两种情况，建立了了电流与电压变化的数学模型。并讨论了当分布式发电输出电流与负荷电流存在实数k的比例关系时，电流的网损和电压偏移变化情况，并给出了比例系数的求解方法。为进一步研究如何控制分布式发电降低网络损耗提供了研究基础。

关键词：分布式发电；比例控制；网损

中图分类号：TM741 文献标识码：A

本文尝试以含分布式电源的低压配电网为研究对象，研究通过控制分布式电源输出电流对低压配电网电压、网损的影响规律，建立数学模型并提出控制分布式发电的方法，以实现配电网运行优化。

1 简单系统分析

配电网络的拓扑分析是根据配电电气元件的连接关系，把整个配电网络看成线与点结合的拓扑图，然后根据电源结点、开关结点等进行整个网络的拓扑连线分析。配电网的一次接线可采用树干式接线、放射式接线及环网式等接线方式。为便于讨论，本文以简单放射状配电网结构为研究对象。建立其配电网结构拓扑图如图1所示：

1.1 负荷均匀分布

联立方程（3）和方程（4），当接入分布式电源后，电流表达式为：

（5）

1.2 负荷非均匀分布

（1）节点电压

2 系统网损和电压偏差

当加入分布式电源后，配电的节点类型也随之增加，增加的类型数取决于分布式电源的种类和接入方式。如有功功率恒定，电流恒定的PI节点；有功功率恒定，无功功率受有功功率和电压限制的PQ（V）节点等。根据分布式电源接入配电网后的运行特性，本文将接入配电网中的分布式电源视为有功功率恒定，无功功率受有功功率和电压限制的PQ类型，并设定负荷只向系统发出能量，建立一个分布式发电接入处的简单电力系统模型如图2。

对于包含N个节点的15kV配电网，当接入分布式电源后，节点电压会发生改变。当需要判定线路中每个节点的电压偏移是否越限，只需计算出所有节点中最大的电压偏移值，即：

当，则可判定接入分布式电源符合标准

3 仿真分析

现假设于线路节点5处接入分布式发电，输出电流值为 。如果分布式电源输出电流和负荷电流之间存在比例实数k，使得当 时，能够减小系统网络损耗，那么根据公式（5）计算主干线两相邻节点间流过电流即能够确定k值。

3.1 系统损耗

4 结论

本文总结了分布式电源接入配电网后对系统主干线电流和节点电压的影响，通过分析负荷均匀分布和负荷非均匀分布两种情况，推导了配电系统主干线电流和节点电压表达式。并进一步研究推导了通过控制分布式电源输出电流与负荷电流比例以实现降低网络损耗的方法，并通过仿真运算验证了推导结果。文中所提控制方法能有效地确定接入分布式发电的输出电流与负荷电流的比例系数，从而实现降低网络损耗的运行优化目的，并为下一步继续研究分布式电源接入复杂配电网系统的规律提供了基础。

参考文献

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[3] 王成山.李琰.彭克.分布式电源并网逆变器典型控制方法综述[J].电力系统及其自动化学报，2012（2）：89-92.

作者简介：

符勇军（1991.10～），男，湖南怀化人，苗族，本科，研究方向：机械或者电子类。