练依情，袁智勇，雷金勇
南方电网科学研究院有限责任公司
引文信息
练依情, 袁智勇, 雷金勇, 等. 分散式风电接入在不同场景下对配电网的影响[J]. 中国电力, 2020, 53(4): 49-58.
LIAN Yiqing, YUAN Zhiyong, LEI Jinyong, et al. Impact of dispersed wind farm integration on distributed network in different scenarios[J]. Electric Power, 2020, 53(4): 49-58.
根据《国家能源局关于印发分散式接入风电项目开发建设指导意见的通知》，分散式接入风电项目是指位于用电负荷中心附近，不以大规模远距离输送电力为目的，所产生的电力就近接入电网，并在当地消纳的风电项目。分散式风电开发的特点主要包括风力开发规模较小、布局较为分散、就近接入等。不同于更接近于用户侧、自发自用的分布式风电，分散式风电接入的电压等级一般为10-110kV配电等级。分散式风电的规模较分布式风电要大，较集中式风电场要小。
对于分布式电源接入配电网的研究，目前开展得较多，但针对分散式风电接入配电网的影响的研究较少。由于分散式风电本身的缺陷，如不确定性、波动性等，会对系统的网损、电压水平和短路电流等带来影响。为了弥补前述研究工作的不足，本文从理论分析和实验验证两方面入手，具体分析分散式风电接入对配电网产生影响的机理，对分散式风电并网后所造成的电压分布、潮流和网损变化进行阐述，并结合中国南方电网实际配电网进行分析，得出了分散式风电多种接入场景下对配电网影响的规律。
从图1可以看出，接入分散式风电与未接入分散式风电相比，部分节点电压提高比较明显。未接入分布式电源的传统配电网，一般只存在单独的电源，功率从母线向馈线末端负荷单方向流动，电压沿功率流动方向逐渐降低，馈线末端电压较低。分散式风电接入后，配电网整体电压水平提升，包括线路末端电压也明显提高，同时随着分散式风电渗透率的提高，各节点电压的抬高幅度变大。说明分散式风电的接入有利于改善配电网的电压分布，且节点电压提高幅度与渗透率正相关。由图2可知，在分散式风电渗透率相同时，分散式风电并网点位置不同对配电网电压分布影响不同，分散式风电接入位置在配电网母线附近时对节点电压影响偏小，在线路末端附近对节点电压影响较大。
图1 当1号分散式风电渗透率低于2号分散式风电渗透率时配电网各节点的电压
图2 当1号分散式风电渗透率高于2号分散式风电渗透率时配电网各节点的电压
由图3可知，相同渗透率的分散式风电单点接入配电网的不同位置，节点电压变化明显。 与不接入分散式风电相比，分散式风电的接入对配电网各节点电压均有提升。 分散式风电接在10kV母线时，由于靠近配电变远离负荷，所以对电压的改善作用不明显，而接在馈线的中端与末端都对其附近电压有明显的提升，特别是接在馈线末端，有效提升馈线末端电压至正常水平。 说明分散式风电的接入配电网电压水平较低的馈线末端等位置，对配电网整体电压水平有较好的改善作用。
图3 分散式风电单点接入配电网各节点的电压
分散式风电以相同的渗透率单点并网，系统的总网损都有一定的降低。比较单点接入不同位置时网损变化会发现，接在母线侧由于相当于起到电源扩容的作用，对网损的减少效果不明显。接在馈线末端和中端时，网损减少较明显。分散式风电接在馈线中端时网损降低最多，主要是因为该馈线中端处大负荷相对较多，此时分散式风电正好起到就近供电的效果，可以有效减少配电网网损，增加供电公司的效益。 由图4可以看出，分散式风电多点接入后，配电网节点电压均有所提升，节点21在一条相对较短的支路上，所以对其他支路节点的电压分布影响不大，而节点12与节点16在配电网的主干线上，分散式风电多点这条主干线对配电网整体电压的提升更明显。 说明分散式风电接入配电网的不同位置会对配电网的电压分布产生不同的影响。
图4 分散式风电多点接入配电网各节点的电压
分散式风电多点接入配电网与未接入时相比，网损有较为明显的下降。其中，分散式风电多点接在同一条馈线时，相应的网损变化较小；而分散式风电接在不同的馈线上时，相应的网损下降较大。主要是因为分散式风电多点接在同一条馈线时，与馈线远端的负荷电气距离较长。而由于分散式风电多点接入不同馈线时，选择接入的节点21在一条较短的馈线上，靠近母线，就近供电，并且节点30在一条长馈线上，可以满足节点附近负荷，因此总网损较低。由分析可知，分散式风电多点接入配电网时，可根据网络拓扑结构以及负荷分布等，合理配置，从而更多的降低总网损。
随着分散式风电渗透率的增加，各节点电压的抬高幅度相应增加。分散式风电接入位置在配电网母线附近时对节点电压影响偏小，在线路末端附近对节点电压影响较大，接入点在主干线比在不同支路对电压分布影响更大。分散式风电并网点在馈线末端和中端时，网损减少明显，并网点靠近母线时，网损下降不明显。
第一作者：练依情，女，研究员，从事新能源及综合能源研究。
第二作者：袁智勇，男，教授级高级工程师，从事智能电网相关技术研究。
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编辑：杨彪
审核： 许晓艳
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