分布式发电对配网过电压的影响.pdf

分布式发电对配网过电压的影响 章杜锡，甘德强 (浙江大学电气学院，浙江 杭州 310027) 摘 要： 探讨了分布式电源对配电网过电压的影响。对由 电磁式电压互感器）。由于电磁式电压互感器 （简 分布式电源引起的配电网铁磁谐振过电压、单相接地故障过 称PT）励磁电感的非线性特性，在某些操作时，励 电压以及发电机自激过电压进行了理论分析，并利用 磁电感发生严重的磁链饱和，造成电感急剧下降， PSCAD 软件对杭州某变电所 10kV 配网进行仿真分析，得 并与分布式电源线路上的对地杂散电容形成非线 出了一些在不同负荷条件下分布式电源对配网过电压的影 性谐振回路。 响。 正常运行中，三相电源中应该不存在谐波分 量，但在配网中，由于非线性电感元件或电力电子 关键词：分布式发电；铁磁谐振；自激过电压；孤岛网络 元件的存在，可能会激发产生分频或高频谐波分 0 引言 量。此时电源中性点仍是零电位，但具有谐波频率。 分布式电源技术成为电力系统中一个新的研 由于在分析谐波时，电路中三相电源应该为零 （当 究热点。基于国内外对分布式发电的理论研究发 然谐波谐振时，电路能量仍是由工频电源的提供）， 现，分布式电源 （Distributed Generator，DG） 故得到简化的等值电路 （图1）。其中，G 为电感非 与大电网相联将使得电力系统尤其是配电系统变 线性效应形成的等值谐波发电机，L 为电压互感器 得更加分散,用户对大型发电厂和输电的依赖将减 铁芯电感，C 是线路杂散电容。根据回路参数及外 少，大大提高了电力系统的稳定性和灵活性。但是 界激发条件的不同，可能造成分频、工频、高频谐 同时也会对电力系统的结构、投资、安全运行、可 振 ［12-14］。 靠性等将产生一系列的影响，因此研究DG技术及其 G [1-4] 在电力系统的应用受到了越来越多的关注 。 目前对DG 的运行机理、并网运行对配电网性 C L 能与安全性的潜在影响尚缺少透彻的分析。文献 ［5-6］提出DG接入配电网后，其引入的电容、非 线性阻抗改变了电网的参数，也改变了电网发生过 电压的条件。在特定条件下，如配网中发生故障、 图１单相等值电路 开关动作、雷击等都可能会激发过电压。DG接入大 1.2 异步发电机自激过电压 电网运行中，还会因为开关脱落，断路器跳闸等事 异步机由于运行投入方便、运行可靠，通常也 故与主网解列，形成孤岛电网。此时，孤岛电网中 被作为一种分布式电源并入电网运行。如图2 所示， DG本身的发电机电抗、变压器非线性电感和孤岛电 异步电机通过变压器并入电网正常供电，其中C 是 网中的电容可能满足参数匹配条件，引发各种形式 确定容量的无功补偿电容器。某一时刻，线路上由 [7-10] 于故障或操作导致主网侧保护装置发生跳闸。则线 的谐振过电压 。 本文以杭州局某配电网为模型，运用PSCAD进 路上的部分负载和分布式电源同主网脱离，处于孤 行仿真计算，分析分布式电源对配网过电压的影 岛状态。当孤岛系统形成后，网络潮流发生变化， 响。在算例仿真中，对引起配网过电压的机理进行