（广东南海电力设计院工程有限公司 广东佛山 528200）
摘要：本文通过提出没有光伏和有光伏接入下的馈线节点电压变化灵敏度矩阵，指出不同处的功率变化与电压变化之间的关系，希冀对相关行业提供借鉴与思考。
关键词：分布式电源；配网馈线；光伏；电压波动
0引言
分布式电源接入配电网电压、电能质量、冲击保护、控制和规划有着一定影响，电压不稳定的重要因素是有功功率和无功功率通过传输电网络的感性电抗所产生的电压降。然而，针对分配，如果从外部来看，其稳定性是纯粹的电压稳定，配电系统电压稳定性在理论上是不存在的，没有配电系统电压稳定性的概念，只有短期电压不稳，应被视为一种电压异常波动现象。虽然有文献对分布式电源的接入点的可靠性和电压稳定性做了研究，但此文章还是赞同文献的看点，主要从电压波动的方面来解析对配网产生电压波动和灵敏性的分布式光伏。
文献表明，电压稳定分析的灵敏度指标应该被用来确定系统的电压稳定性，也可以用来确定薄弱区域（节点）、弱枝、关键发电机，确定无功补偿等控制器的安装位置；敏感性指数分为状态变量和输出变量，指出工程计算中可以忽略的电压稳定灵敏度控制变量关系的实证分析方法；文献表明在负荷中心位置的分布式发电系统对配电网络的电压分布和分布式电源的接入位置、注入容量有巨大的关系；文献运用的敏感性分析系统电压支撑和薄弱环节，指出电压支持点接入分布式电源对系统电压有着最佳的效果。
本文通过对电力系统电压稳定灵敏度指标的分析法、理论和工程应用，把灵敏度分析方法应用于配电网电压波动的分析，本文在文献的基础上，结合电网特点的分布式光伏，针对辐射型馈线进行了理论分析、指出了负荷功率对电压变化的灵敏度系数矩阵，理清了符合功率变化和馈线节点之间的关系，并且对灵敏度系数矩阵的正确性和有效性进行了仿真验证。
1网络节点电压影响因数分析
配电网的总体设计，开环运行。为此，以单端供电方式进行节点电压计算和损耗分析。
各支路阻抗分别设为 , ，…… , ，采用关联矩阵 代表各节点之间的关系，以节点0为源节点，潮流方向由0节点向各节点方向流动，形成14个节点和14条支路。矩阵K的行代表支路号，列代表节点号(不包括源节点0)，功率从源节点。流到某个节点（比如i），比如源节点0到节点14,需要流过的支路为支路1,支路9、支路10、支路13、支路14，则 , , , , 为1。
节点电压损失的变化是和有功电流的变化成正比，电阻矩阵就是系数；与无功电流的变化是电抗矩阵负载电流的影响多少取决于当前的网络节点本身的变化的阻抗参数，电压变化程度取决于源节点0到此节点阻抗值的变化，阻抗值越大，在差异较大；当负载电流电压变化的时候，电压变化程度取决于源节点0到这2节点之间的阻抗的大小，阻抗值愈大，该电压变化也愈大。
（1）对于任意节点的电压变化，节点本身的有功电流的变化和无功电流的变化就是感受灵敏度最大的变化，有功电流和无功电流的变化主要由此节点的负荷有功功率和无功功率变化引起。
（2）除了由节点本身引起的变化，其他节点的有功电流和无功电流的变化会引起此节点的变化，大小或敏感性的变化取决于源节点到其他节点和源节点到节点的公共阻抗的大小，公共阻抗愈大，节点的电压变化越是影响。
（3）如果公共阻抗相同，2个小节点对同一节点的灵敏度系数相同，相同的电流变化会引起此节点相同的电压变化。
分布式光伏功率因数接近1，光伏馈线电压的影响可以被认为是对光伏电源有功给馈线电压电流的积极影响，可以用光伏发电电流和此节点负载电流相加的形式，作为计算此节点的负载电流，就是负载电流减去原光伏发电电流。光伏接入，对配电网节点电压的分布产生影响，不同节点电压会随光伏的接入变化而变化，就如同负载电流变化引起节点电压的变化，由系数矩阵 确定，遵从上述3个结论。
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2仿真分析
在不同的节点处的配电网中的节点的电压变化进行了讨论。为了便于研究，在仿真分析中建立三相负载平衡。同时，分布式发电系统属于中小功率分配，通常属于单位功率因数条件。从目前的研究资料来看，架空线路的供电半径是不同的，特别是在农村和边远地区，长达几十公里，甚至几百公里的长度，每个支路节点的阻抗、长度和节点负荷是存在差异的。
从源节点和终端节点之间的距离（6 8,12,14）是17.5,33,17,33，但线径是不同的，和源节点0之间的阻抗是不一样的。
根据每个支路的阻抗值，得到Z矩阵的电阻 和电抗 矩阵。
从阻抗矩阵 和 的角度来看，任意取一个节点10，节点10受影响最大的是本身，其次是11,12,13,14，这些4个节点有相同大小的敏感系数，表示4个节点上队节点10友相同的影响，影响大于其他几个节点；表3也是反映无功电流对节点电压的影响。
2.1没有光伏接入时节点电压变化仿真
根据数据得，节点的1-2-3-4-5-6主要线路的电压降低，并与该节点的扩展，负载越往后，电压变化大。相同的节点9-10-11-12-13-14也是变化的趋势。
可以得到节点8，改变负载，它对9,10,11,12,13,14电压变化节点的影响较小，在几乎是相同的变化值，并对节点4,5,6电压值的变化几乎是相同的，变化大于节点9,10,11,12,13,14。
从相同的14可以看出，节点14的负载变化，在2,3,4,5,6,7,8节点电压的变化几乎是不变的，在10、11、12节点电压的变化几乎是相同的，但变化的2,3,4,5,6,7,8值比节点要大，因为它的灵敏系数较大。
2.2光伏接入时节点电压变化仿真
由于分布式光伏系统是基于单位功率因数的，所以只要对接入网电压的影响进行分析。PV容量的大小直接影响到电压变化的幅度，光伏接入将提高节点电压。
在此节点处解光伏时时每一节点的电压变化最为突出的时候，当系统不接光伏时比较，电压变化是最大的。在8,12,13,14节点电压变化最为明显。
节点1，2，3的电压变化不大，因为其他节点和这些节点的共同阻抗一样。节点的4,5,6,7,8变化斜率相同的，10,11,12,13,14节点基本相同（除了自己的节点接入光伏）。
当馈线终端节点6，8，12，和14的连接到光伏系统时，对个节点有最大的影响，表明每个节点的阻抗大小。
4总结
本文通过理论分析，表明放射型馈线电压变化灵敏度矩阵，在风不是光伏发电功率因数接近1的情况下，才可以考虑有功变化引起节点电压变化，灵敏度矩阵不变，并通过仿真，验证了电压波动的正确性和有效性，能有效的解析分布式光伏的辐射型配网馈线电压波动度。
基于相同的节点矩阵和工程分析方法，它可以扩展到不同的连接模式的分布式光伏馈线的电压分析。该方法可推广到由馈线组成的复杂配电网的电压分布和无功补偿分析中。
本文对基于功率变化对电压变化造成的影响，依次可分析分布式光伏的接入容量、光伏功率波范围对配网节点电压造成的影响，光伏发电置信区间，布局分布式光伏发电的合理布置；荷载传递标准可作为白榆中的馈线自动化和分布，提高电压质量和供电可靠性。
参考文献
[1]何昌奇，邵龙，高杨等.分布式电源并网后刘电压分布影响的研究[J].中国电力，2014,47(5):88-93.
[2]赵波，洪博文，葛晓慧.大量分布式光伏电源并网后能量渗透率研究[J].华东电力，2010,38(9):1388-1392.
论文作者:张玉明
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/28
标签：节点论文; 电压论文; 光伏论文; 分布式论文; 阻抗论文; 电流论文; 矩阵论文; 《电力设备》2017年第7期论文;