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【摘 要】 分布式电源接入电力系统，具有一定的缺点，主要是由于潮流网络结构会随着分布式电源的接入而改变，因此由于其结构的改变，直接影响了电网、电压以及网损。因此为了更好的将分布式电源接入地区电网，就要对潮流网络进行精确的演算等，以确保电源的接入不会造成影响，本文通过对分布式电源的地区电网潮流计算的具体研究，详细的解决了这一问题，确保了电源接入的准确无误。
【关键词】 分布式电源；潮流计算模型；风电；小水电；PQ节点；PU节点
前言：
地区电网是我国进行区域性供电的重要保障，是我国电力系统的重要体现，分布式电源接入地区电网，由于其所产生的电压波动，而导致了潮流计算变得更加难解，因此，要加强对地区电网的潮流计算的考量与研究，以解决这一问题，确保电源的正常接入。
一、分布式电源概述
对于分布式电源接入小水电，因为小水电的电压较小，其接入时电压波动较小，因此可将其当作PQ节点处理；对于风电，根据其特点分为可进行无功调节和不可进行无功调节两种，其情况比较复杂。分布式电源并入电网对配电系统的电压分布和网损均存在较大的影响，潮流计算是对其影响进行量化分析的主要手段。对分布式电源并入电网的潮流计算研究主要包括模型建立和算法改进两方面。
文献[1]通过建立风电场的稳态数学模型和已知感应电机参数求解潮流，但没有给出风电场节点的具体处理方法。
文献[2-4]讨论的是异步风力发电机，建立风电机组的稳态数学模型，由于无法进行无功调节，将风电机组当作PQ（U）节点接入系统，即根据机端电压和有功功率计算出无功功率，然后将其当作PQ节点，采用牛顿-拉夫逊法进行潮流计算。此方法在前几年的研究中较多使用。
文献[5-7]探讨了近年来使用比较多的双馈感应发电机，研究其工作原理和模型。由于双馈感应发电机组普遍采用双脉宽调变变频器控制，使得它发出的有功与无功功率得以解耦控制。双馈感应发电机具有类似于同步发电机的特性，在实际运行中，其有功与无功都是可控的。因此，根据采用运行模式的不同，可将双馈风电机组甚至整个风电场看作PQ节点或PU节点。
文献[8]分析了小水电的运行特性并建立数学模型，提出小水电接入后将使得无功需求增加，因此需要进行无功补偿。
文献[9]介绍了如何进行小水电的无功补偿。由于小水电机组常为“欠励磁”运行，且双馈风电机组的无功调节能力有限，因此在进行潮流计算时需要进行无功补偿。
二、分布式电源在地区电网潮流计算中的处理方法
地区电网由于规模较大，有可能存在三相支路参数和三相负荷不平衡的问题，另外由于其闭环设计、开环运行的特点，其支路参数R与X的比值较大。因此，对地区电网的潮流计算方法提出了特殊的要求。收敛性问题在地区电网潮流算法中备受重视，如快速解耦算法在地区电网中不再有效。针对地区电网特点，大量的潮流计算以辐射状配电网为研究模型，由此产生了许多辐射网潮流计算方法。
辐射网潮流计算模型可以描述为：对某个大型的电网，已知其根节点（或电源点）的电压、各个节点的负荷值PLi+jQLi（PLi为节点的有功负荷，QLi为节点的无功负荷，i=1，2，3，…，n）、电网拓扑结构和各支路的阻抗；待求量为各个节点电压，流经各支路的功率Pj+jQj（Pj为节点的有功功率，Qj为节点的无功功率，j=1，2，3，…，n），各支路的电流和系统的有功功率损耗等。
针对地区电网的结构特点，其潮流计算方法主要有Zbus高斯法、前推回代法、快速解偶法、直接法和网络化简法等。本文是基于传统的牛顿-拉夫遜法来考虑无功补偿、变压器分接头等变量，采用电力系统软件DIgSILENT/Power Factory对地区电网进行潮流计算仿真，该方法使得潮流计算更为优化。
传统电网节点类型一般只有两种：平衡节点和PQ节点，担负调整系统频率任务的发电厂母线往往被选为平衡节点，而其他节点则均被视为PQ节点。随着分布式电源投入越来越广泛，近年来出现了几种新的节点类型：PU节点、PI节点和PQ（U）节点。目前，我国所使用的分布式电源大致分为小水电和风电两种。
1、小水电在潮流计算中的处理方法
在潮流计算中，通常是将小水电作为PQ（U）节点处理，其有功功率P恒定，无功功率Q受P、节点电压U的约束。目前小水电机组大多为“欠励磁”运行，这就使得系统中的无功需求增加，网络中功率大量流动，从而增加了系统的功率损耗。为了减少网络损耗，一般方法是采取安装并联电容器组实行就地补偿。通过电容器组的自动分组投切，保证小水电机组的功率因数符合要求。
那么，小水电机组的功率因数就变为
PW为小水电输出有功功率，为恒定值；QC为并联电容器组补偿无功功率，Qw，0为小水电吸收无功功率；n为实际投入组数；UC，N为并联电容器的额
定电压；QC，N为额定电压下并联电容器的单位容量。
节点电压U在每次迭代后都会得到修正（修正电压为Ua），则进行潮流计算迭代的节点实际无功功率为
在进行潮流计算时，Pw为恒定值，根据每次迭代后所修正的电压Ua，采用式（1）和式（2）计算得到Q″；结合要求的功率因数，再由式（4）求出并
联电容器的组数n；最后由式（5）求得节点实际注入的无功Qre。这样就可以将小水电转化为PQ节点接入到电网中。
2、 风电机组在潮流计算中的处理方法
传统的风电机组主要是采用异步发电机，由于其无法进行无功调节，一般使用PQ模型或等值阻抗RX模型迭代求解；对于使用双馈异步发电机并网运行的风电场，其本身具有一定的无功调节能力，在潮流计算中一般作为PQ节点或PU节点。本文将风电机组当作PU节点处理，并进行一定的无功补偿。图1为双馈风力发电机组的等效电路。
【关键词】 分布式电源；潮流计算模型；风电；小水电；PQ节点；PU节点
前言：
地区电网是我国进行区域性供电的重要保障，是我国电力系统的重要体现，分布式电源接入地区电网，由于其所产生的电压波动，而导致了潮流计算变得更加难解，因此，要加强对地区电网的潮流计算的考量与研究，以解决这一问题，确保电源的正常接入。
一、分布式电源概述
对于分布式电源接入小水电，因为小水电的电压较小，其接入时电压波动较小，因此可将其当作PQ节点处理；对于风电，根据其特点分为可进行无功调节和不可进行无功调节两种，其情况比较复杂。分布式电源并入电网对配电系统的电压分布和网损均存在较大的影响，潮流计算是对其影响进行量化分析的主要手段。对分布式电源并入电网的潮流计算研究主要包括模型建立和算法改进两方面。
文献[1]通过建立风电场的稳态数学模型和已知感应电机参数求解潮流，但没有给出风电场节点的具体处理方法。
文献[2-4]讨论的是异步风力发电机，建立风电机组的稳态数学模型，由于无法进行无功调节，将风电机组当作PQ（U）节点接入系统，即根据机端电压和有功功率计算出无功功率，然后将其当作PQ节点，采用牛顿-拉夫逊法进行潮流计算。此方法在前几年的研究中较多使用。
文献[5-7]探讨了近年来使用比较多的双馈感应发电机，研究其工作原理和模型。由于双馈感应发电机组普遍采用双脉宽调变变频器控制，使得它发出的有功与无功功率得以解耦控制。双馈感应发电机具有类似于同步发电机的特性，在实际运行中，其有功与无功都是可控的。因此，根据采用运行模式的不同，可将双馈风电机组甚至整个风电场看作PQ节点或PU节点。
文献[8]分析了小水电的运行特性并建立数学模型，提出小水电接入后将使得无功需求增加，因此需要进行无功补偿。
文献[9]介绍了如何进行小水电的无功补偿。由于小水电机组常为“欠励磁”运行，且双馈风电机组的无功调节能力有限，因此在进行潮流计算时需要进行无功补偿。
二、分布式电源在地区电网潮流计算中的处理方法
地区电网由于规模较大，有可能存在三相支路参数和三相负荷不平衡的问题，另外由于其闭环设计、开环运行的特点，其支路参数R与X的比值较大。因此，对地区电网的潮流计算方法提出了特殊的要求。收敛性问题在地区电网潮流算法中备受重视，如快速解耦算法在地区电网中不再有效。针对地区电网特点，大量的潮流计算以辐射状配电网为研究模型，由此产生了许多辐射网潮流计算方法。
辐射网潮流计算模型可以描述为：对某个大型的电网，已知其根节点（或电源点）的电压、各个节点的负荷值PLi+jQLi（PLi为节点的有功负荷，QLi为节点的无功负荷，i=1，2，3，…，n）、电网拓扑结构和各支路的阻抗；待求量为各个节点电压，流经各支路的功率Pj+jQj（Pj为节点的有功功率，Qj为节点的无功功率，j=1，2，3，…，n），各支路的电流和系统的有功功率损耗等。
针对地区电网的结构特点，其潮流计算方法主要有Zbus高斯法、前推回代法、快速解偶法、直接法和网络化简法等。本文是基于传统的牛顿-拉夫遜法来考虑无功补偿、变压器分接头等变量，采用电力系统软件DIgSILENT/Power Factory对地区电网进行潮流计算仿真，该方法使得潮流计算更为优化。
传统电网节点类型一般只有两种：平衡节点和PQ节点，担负调整系统频率任务的发电厂母线往往被选为平衡节点，而其他节点则均被视为PQ节点。随着分布式电源投入越来越广泛，近年来出现了几种新的节点类型：PU节点、PI节点和PQ（U）节点。目前，我国所使用的分布式电源大致分为小水电和风电两种。
1、小水电在潮流计算中的处理方法
在潮流计算中，通常是将小水电作为PQ（U）节点处理，其有功功率P恒定，无功功率Q受P、节点电压U的约束。目前小水电机组大多为“欠励磁”运行，这就使得系统中的无功需求增加，网络中功率大量流动，从而增加了系统的功率损耗。为了减少网络损耗，一般方法是采取安装并联电容器组实行就地补偿。通过电容器组的自动分组投切，保证小水电机组的功率因数符合要求。
那么，小水电机组的功率因数就变为
PW为小水电输出有功功率，为恒定值；QC为并联电容器组补偿无功功率，Qw，0为小水电吸收无功功率；n为实际投入组数；UC，N为并联电容器的额
定电压；QC，N为额定电压下并联电容器的单位容量。
节点电压U在每次迭代后都会得到修正（修正电压为Ua），则进行潮流计算迭代的节点实际无功功率为
在进行潮流计算时，Pw为恒定值，根据每次迭代后所修正的电压Ua，采用式（1）和式（2）计算得到Q″；结合要求的功率因数，再由式（4）求出并
联电容器的组数n；最后由式（5）求得节点实际注入的无功Qre。这样就可以将小水电转化为PQ节点接入到电网中。
2、 风电机组在潮流计算中的处理方法
传统的风电机组主要是采用异步发电机，由于其无法进行无功调节，一般使用PQ模型或等值阻抗RX模型迭代求解；对于使用双馈异步发电机并网运行的风电场，其本身具有一定的无功调节能力，在潮流计算中一般作为PQ节点或PU节点。本文将风电机组当作PU节点处理，并进行一定的无功补偿。图1为双馈风力发电机组的等效电路。