配電網(wǎng)對分布式電源的消納能力

制約配電網(wǎng)對分布式電源消納能力的關鍵是分布式電源接入后產生的電壓偏差和電壓波動，而并非其對繼電保護、配電自動化故障處理等的影響。

1、對分布式電源的3種控制策略

在分布式電源接入容量不是很大的情況下，即使不對其采取任何控制措施，配電網(wǎng)也有比較強的消納能力，這種消納方式，稱為自由消納方式。

在分布式電源接入容量超出自由消納能力的情況下，首先可以考慮在較大容量的分布式電源中駐入本地控制策略，而不必借助通信網(wǎng)絡和協(xié)調控制，而僅僅根據(jù)分布式電源本地采集到的接入點實時電壓信息，對其輸出的無功功率或有功功率進行本地調節(jié)，以滿足輕載或重載條件下的電壓偏差不致越限的要求，這種消納方式，稱為本地控制消納方式。

在分布式電源接入容量超出本地控制消納能力的情況下，不得已而必須考慮借助通信網(wǎng)絡，對若干大容量分布式電源甚至可控負荷進行協(xié)調控制，以滿足電壓約束條件，這種消納方式，稱為協(xié)調控制消納方式。

在實際應用中，應優(yōu)先采用自由消納方式，在其不能全面滿足要求時宜采用本地控制消納方式，自由消納方式和本地控制消納方式的消納能力很強，應該可以解決絕大多數(shù)問題，實在不得已才采用協(xié)調控制消納方式，因為協(xié)調控制消納方式依賴通信通道，使配電網(wǎng)變得比較脆弱。

由于協(xié)調控制消納方式已有大量文獻報道，本文不再贅述，而僅對自由消納方式和本地控制消納方式進行論述。

2、自由消納方式下的消納能力

研究分析表明，做好分布式電源接入規(guī)劃(如根據(jù)分布式電源容量的不同恰當選擇接入電壓等)，盡量做到“大馬拉小車”，則即使不對分布式電源采取任何控制措施，配電網(wǎng)也有比較強的消納能力。

在不對分布式電源采取任何控制措施的條件下，分布式電源可接入容量必須同時滿足3個約束條件(即分布式電源接入配電網(wǎng)引起的最大電壓上偏差值與最大電壓波動值不越限，以及無分布式電源接入配電網(wǎng)時單純由負載引起的最大電壓下偏差值不越限)，這3條曲線共同圍成的陰影部分區(qū)域就是不對分布式電源采取任何控制措施的條件下分布式電源的可接入容量范圍，見圖1。圖中，PDG和PL分別表示分布式電源的容量和負荷功率。

圖1 分布式電源允許接入的容量范圍

例如，對于一條負荷功率沿饋線遞增分布、分布式光伏電源容量沿饋線均勻分布的饋線，采用YJV-120型電纜，在容載比為75%的情況下，分布式光伏電源的允許接入容量范圍如圖3中陰影區(qū)域所示。圖中，PPV表示分布式電源的容量。由圖可見，即使不對分布式電源進行控制，饋線對其的消納能力也很大。

圖2 分布式光伏電源允許接入的容量范圍

3、本地控制消納方式

饋線沿線電壓在各個分布式電源的接入點形成一個個電壓極值點，因此只要采取本地控制策略，使這些極值點的電壓滿足電壓約束，則一般可使整條饋線的電壓滿足電壓約束要求，這就是本地控制消納方式具有可行性的理論依據(jù)。

由于調節(jié)無功功率對電壓幅值的調節(jié)效果比較明顯，而且為了充分利用自然資源提供有功功率和保護分布式電源業(yè)主的利益，本地控制宜在保證有功功率的前提下，在剩余容量允許的范圍內以調節(jié)分布式電源的無功功率為優(yōu)先，在無功功率調節(jié)到剩余容量極限還不能解決電壓偏差問題的情況下(或該分布式電源只能提供有功功率)，再對分布式電源的有功功率進行調節(jié)。

本地控制策略可以采用模糊控制方法，在電壓越限時，根據(jù)實時電壓信息進行反復調節(jié)，直至滿足電壓約束要求為止(注意，只要滿足允許的電壓偏差范圍即可，而不可追求接近額定電壓)。

值得一提的是，對分布式電源進行本地控制，不僅可以提高配電網(wǎng)對分布式電源的消納能力，而且可以充分利用分布式電源所具有的可以根據(jù)需要發(fā)出感性無功功率或容性無功功率、并且可以連續(xù)調節(jié)無功功率輸出的特點，實現(xiàn)配電網(wǎng)無功電壓控制，解決低電壓和過電壓問題，由于是利用變流器的剩余容量提供所需的無功功率，因此一般不影響自然資源的利用和有功功率輸出。