摘 要：配电网合环操作可以实现系统不停电倒负荷，显著提高配电网络的供电可靠性，是电力系统运行中必不可少的环节。随着分布式电源在配电系统中的渗透率不断上升，其在降低环境污染、提高能源利用率等方面发挥积极作用的同时，也对配网的安全运行产生了一定的负面影响。为了保证合环操作的成功率，同时最大限度地实现合环操作与分布式电源的双赢，研究有效的合环电流调控策略是很有必要的。此篇文章首先阐述了分布式电源和合环电流调控的概念，其次针对含分布式电源的配电网合环电流调控措施进行了研究。
关键词：分布式电源；配电网合环电流；调控策略
引言：目前，我国的10KV馈线大多具备相互供电的能力，故我国的配电网络一直遵循“环网设计，开环运行”的原则。在这种运行模式下，系统发生故障或需要检修时一般应先停止供电并进行倒负荷操作，待故障排除或系统检修完成后，再恢复原有的供电方式。很明显，这种模式会增加停电次数，延长停电时间，使得系统的供电可靠性降低。更为严重的是，随着系统的日益复杂，此类操作的次数会不断增加，这将导致用户对电网的满意度不断下降，从而对电力企业产生负面影响。而合环操作的出现则解决了这一问题，这种操作会使配网系统内出现短暂的环网运行，故称为合环操作或合环转供电操作。合环操作能大大提高配网系统的供电可靠性，使配网的运行方式更加灵活、经济，故在技术条件和相关安全规程允许时，应尽可能多地采用合环操作。
一、相关概念概述
（一）分布式电源的概念
分布式电源是指分布在用户侧，优先满足用户自身的用电需求，能够独立于电网运行或接入低压配电网络的可再生能源、资源综合利用发电设施或有电力输出的能量梯级利用多联供系统。
（二）合环电流调控的概念
合环产生的稳态电流与冲击电流是影响配电网安全稳定运行的主要因素。故在配电网进行合环操作前，调度人员应首先判断合环稳态电流与冲击电流是否越限。若两者越限，则调度人员需要采取相应措施来削弱合环电流使其值降至合理区间，以便提高配电网合环的成功率。此过程即为合环电流的调控过程。
值得注意的是，在实际合环时导致合环失败的主要原因是合环冲击电流过大引起的继电保护误动作。因此，在对合环电流进行调控时，其重点应为减小合环冲击电流。
二、含分布式电源的配电网合环电流调控措施
调控合环电流的主要手段是调整合环点两侧电压差，也就是调整系统的节点电压。在配电系统中，节点电压调整常采取的手段有：调整发电机端电压、调节变压器分接头位置、调整无功设备（主要为电容器）补偿容量等，一般情况下，中低压配电网中的发电机较少，调整发电机端电压成本很高，而且配网中远端发电机端电压的改变对配电侧的影响微乎其微，故在调控时一般不采用发电机端电压调整的方法。因此，本节在阐述合环电流调控措施时，主要考虑调节变压器分接头与调整电容器补偿容量这两种方式。
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（一）调节变压器分接头
调整变压器分接头的实质是通过改变变压器变比达到调节节点电压的目的。在配电网实际运行时，各变压器分接头的位置应根据实际需要做出调整，而变压器的计算阻抗也随之改变。对于参与合环的支路而言，所属变压器计算阻抗的变化，势必会造成配电网合环点电压的变化，进而影响合环电流的大小。变压器分接头一般应设置多个档位，其位置每改变1档，变比就会相应改变。在调控合环电流时，变压器分接头的调节原则为：减小合环点电压较高一侧的电压或抬高合环点电压较低一侧的电压。对应的做法为：提高电压较高支路的变压器分接头档位，或降低电压较低一侧支路变压器的分接头档位。这种调节方式无疑会改变系统的部分参数，故在计算时应修改系统的节点导纳矩阵，并采用新的节点导纳矩阵进行潮流计算和求出合环电流。若得出的合环电流比改变变压器档位前的合环电流小，且配电网各运行参数均不越限，则调节成功。反之，则继续调节。值得注意的是，这种方法虽然操作简单，但变压器分接头的位置变化范围很宽，而且为了满足系统的需要，拥有更宽调节范围的变压器也在不断问世，有的变压器单侧分接头的位置就有十几个，若两侧变压器联合运行，则两个主变压器的分接头位置组合会有上百种。显然，如果对每一种分接头组合都进行潮流与合环电流计算，则会使得合环电流调控的时间大大增加。因此，对变压器分接头的调整应有的放矢地进行。
（二）调节电容器补偿容量
在实际的配电网络中，一般应在变电站10KV低压母线处投入补偿电容器，电容器通过成组投切以改变系统的无功平衡。通常情况下，每投入或切除一组电容器，系统的节点电压都会相应的升高或降低。因此，通过调整电容器的无功补偿容量来调控合环电流是非常有效的。调节电容器补偿容量的目的是最大程度地减小合环电压差，具体做法是：先调节合环点电压较高一侧的电容器补偿装置，逐步切除己投入的电容器组数，降低合环点电压。若该侧无电容器投入，则逐渐增加电压较低侧电容器的投入组数，更新系统参数并对调整后的系统进行潮流计算，若调节后的合环电流值小于调节前的合环电流值，且该值和其他网络参数均不越限，则调节成功；若电流越限，则继续调节，否则调节失败。值得注意的是，改变电容器的无功补偿容量会不可避免地影响合环系统各节点的电压，因此，在使用调节电容器无功补偿容量调控合环电流时，不仅要检验合环电流值，还应对各节点电压是否越限进行检验。若因投入电容器而导致节点电压过高，则即使合环电流减小，也应视为调控失败。同理，当需要切除已经投入的电容器时，应注意各节点电压不能低于电压下限，否则也视为调控失败。
结束语：随着国家建设智能电网步伐的加快，为了满足不断提高的对供电可靠性的要求，采用合环转供电操作实现10KV配电网的不停电检修与负荷转移已经是大势所趋。与此同时，新能源战略的提出也使得分布式电源的广泛实际应用变得更为迫切。两大趋势即互相扶持又互相影响，为了实现配电网合环转供电操作与分布式电源技术的双赢，本文对分布式电源并网后的配电网合环电流调控策略进行了研究。
参考文献：
[1].蒋璧玉.配电网合环运行电流分析及控制策略研究[D].西南石油大学.2016
[2].邓哲林.复杂配电网合环电流计算及调控策略研究 [D].华北电力大学.2012
[3].邓哲林，刘宝柱，董彬政.复杂配电网合环电流调控的实用化策略研究[D].现代电力.2012
论文作者:侯海军
论文发表刊物:《中国电业》2019年10期
论文发表时间:2019/11/1
标签：电流论文; 电压论文; 电容器论文; 变压器论文; 分布式论文; 系统论文; 配电网论文; 《中国电业》2019年10期论文;