蔣愈勇，雷金勇，董旭柱，于力，許愛(ài)東，郭曉斌（1.南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，廣州510080；2.中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心，廣州510080）

基于DIgSILENT的配電網(wǎng)大規(guī)模光伏接入影響分析

蔣愈勇1，2，雷金勇1，2，董旭柱1，2，于力1，2，許愛(ài)東1，2，郭曉斌1，2
（1.南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，廣州510080；2.中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心，廣州510080）

為研究大規(guī)模光伏接入對(duì)配電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的影響，結(jié)合國(guó)內(nèi)某實(shí)際配電系統(tǒng)，利用商業(yè)電力系統(tǒng)仿真與分析軟件DIgSILENT/PowerFactory，從穩(wěn)態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析兩個(gè)角度，研究了大規(guī)模光伏接入對(duì)配電系統(tǒng)無(wú)功電壓、網(wǎng)絡(luò)損耗、故障特性和短路電流等方面的影響。結(jié)果表明，大規(guī)模光伏接入會(huì)對(duì)配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成一定的影響，并與光伏接入容量相關(guān)。根據(jù)分析結(jié)果，提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施與運(yùn)行建議，為含大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)的配電系統(tǒng)的規(guī)劃與運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

DIgSILENT/PowerFactory；大規(guī)模光伏接入；配電系統(tǒng)；系統(tǒng)電壓；網(wǎng)損

近年來(lái)，分布式發(fā)電DG（distributed generation）技術(shù)因其可再生性和低碳性而得到快速發(fā)展，光伏發(fā)電系統(tǒng)PV（photovoltaic）作為分布式電源的一種，隨著接入電壓等級(jí)的不斷升高和并網(wǎng)容量的不斷增大，大規(guī)模光伏接入對(duì)配電系統(tǒng)的規(guī)劃與運(yùn)行帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。光伏電池經(jīng)電力電子裝置接入傳統(tǒng)配電系統(tǒng)后，配電系統(tǒng)由傳統(tǒng)的單電源供電轉(zhuǎn)變成多電源供電，系統(tǒng)各饋線(xiàn)潮流分布發(fā)生變化[1-2]，進(jìn)而影響整個(gè)配電系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及動(dòng)態(tài)特性，主要體現(xiàn)在無(wú)功電壓、網(wǎng)絡(luò)損耗、短路電流及故障特性等幾個(gè)方面，且隨著光伏接入容量的不斷增大，對(duì)系統(tǒng)的影響也愈發(fā)顯著。

目前，已有大量文獻(xiàn)針對(duì)配電系統(tǒng)光伏接入的影響展開(kāi)理論分析與研究，其中，文獻(xiàn)[3-7]主要研究了光伏接入配電網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)電壓造成的影響。文獻(xiàn)[3-4]基于解析法對(duì)光伏接入后的電壓抬升現(xiàn)象進(jìn)行了理論分析；文獻(xiàn)[5]利用靈敏度分析方法，計(jì)算了包括光伏發(fā)電系統(tǒng)在內(nèi)的分布式電源接入對(duì)系統(tǒng)電壓的影響；文獻(xiàn)[6]給出了考慮電壓約束的光伏最大接入容量計(jì)算方法；文獻(xiàn)[7]提出了配電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析中的常用指標(biāo)，以評(píng)價(jià)光伏發(fā)電系統(tǒng)接入容量及接入位置對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響。另外，文獻(xiàn)[8-9]將光伏發(fā)電系統(tǒng)集中接入到配電系統(tǒng)的末端，改變系統(tǒng)運(yùn)行功率因數(shù)、光伏接入容量和接入位置等運(yùn)行條件，分析了光伏接入對(duì)配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗的影響。系統(tǒng)發(fā)生故障后，接入配電網(wǎng)的光伏電源向短路點(diǎn)提供部分短路電流，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)短路電流的大小和方向發(fā)生改變，進(jìn)而影響保護(hù)裝置的正確可靠動(dòng)作[10]。文獻(xiàn)[11]在光伏并網(wǎng)逆變器電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略研究的基礎(chǔ)上，分析了系統(tǒng)發(fā)生短路故障后逆變器輸出電流的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，并對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器的保護(hù)整定提出要求。

上述關(guān)于配電系統(tǒng)光伏接入影響的理論分析主要圍繞光伏接入配電系統(tǒng)的機(jī)理開(kāi)展研究，光伏的接入容量及配電系統(tǒng)規(guī)模較小。對(duì)于含大規(guī)模光伏接入的實(shí)際配電系統(tǒng)的運(yùn)行特性研究，考慮到網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性以及光伏的波動(dòng)性、間歇性和隨機(jī)性，此時(shí)單純依靠理論分析已無(wú)法滿(mǎn)足研究需要，因此需借助數(shù)字仿真與計(jì)算工具對(duì)大規(guī)模光伏接入對(duì)實(shí)際配電系統(tǒng)的影響進(jìn)行分析與計(jì)算。商業(yè)軟件DIgSILENT/PowerFactory[12]是德國(guó)DIgSILENTGmbH公司開(kāi)發(fā)的一款商業(yè)電力系統(tǒng)仿真與計(jì)算軟件，該軟件可實(shí)現(xiàn)圖形化操作和數(shù)據(jù)庫(kù)管理，具有電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、短路計(jì)算、保護(hù)、諧波、機(jī)電暫態(tài)和電磁暫態(tài)仿真等功能，用戶(hù)可采用軟件內(nèi)嵌的光伏電池、燃料電池、蓄電池等分布式電源模型，也可通過(guò)用戶(hù)自定義功能自行搭建，適于含大規(guī)模光伏接入的實(shí)際配電系統(tǒng)的計(jì)算與分析。

本文在配電系統(tǒng)光伏接入影響機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，基于國(guó)內(nèi)某實(shí)際配電系統(tǒng)，在DIgSILENT中分別搭建光伏發(fā)電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)模型，從穩(wěn)態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析兩個(gè)方面，研究不同接入容量和方式下，大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)配電系統(tǒng)電壓、網(wǎng)絡(luò)損耗、故障特性和短路電流等方面的影響，并與理論分析結(jié)果進(jìn)行比較。最終，根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果，提出相應(yīng)的改善措施與建議。

2 配電系統(tǒng)光伏接入影響機(jī)理分析

以圖1所示的簡(jiǎn)單系統(tǒng)為例分析光伏接入對(duì)系統(tǒng)潮流的影響。

圖1 光伏接入影響機(jī)理分析算例系統(tǒng)示意Fig.1 Sketchmap ofmechanis Manalysissyste Mon the influenceof PV integration

圖中，Pi和Qi分別為節(jié)點(diǎn)i處負(fù)荷的有功功率和無(wú)功功率，PPVi和QPVi分別為節(jié)點(diǎn)i處接入光伏的有功功率和無(wú)功功率，Ui為節(jié)點(diǎn)i處的節(jié)點(diǎn)電壓。節(jié)點(diǎn)i-1與節(jié)點(diǎn)i通過(guò)阻抗為Ri+j Xi的線(xiàn)路i相連。

光伏接入前，節(jié)點(diǎn)i-1與節(jié)點(diǎn)i之間的電壓降落ΔUi和線(xiàn)路i的有功損耗Piloss分別為

將光伏發(fā)電系統(tǒng)接入到節(jié)點(diǎn)i處，此時(shí)，節(jié)點(diǎn)i-1與節(jié)點(diǎn)i之間的電壓降落和線(xiàn)路i有功損耗[5]分別變?yōu)?/p>

從式（4）可以看出，光伏接入后，光伏電源為饋線(xiàn)提供了一定的功率支撐，導(dǎo)致并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)與連接節(jié)點(diǎn)之間電壓降落的程度減少，并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓抬升。光伏電源同時(shí)為本地負(fù)荷提供了一定的功率支撐，減少了對(duì)系統(tǒng)的功率需求，系統(tǒng)網(wǎng)損下降。光伏電源有功出力的變化會(huì)對(duì)系統(tǒng)電壓和網(wǎng)損造成較為顯著的影響。

3 配電系統(tǒng)DIgSILENT建模

3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)建模

一個(gè)完整的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由光伏電池、電力電子變換裝置、最大功率控制器、并網(wǎng)控制系統(tǒng)和直流電容器等幾部分構(gòu)成。光伏電池是一種非線(xiàn)性直流電源，根據(jù)詳細(xì)程度，其數(shù)學(xué)模型可分為理想模型、單二極管模型和雙二極管模型，其中由單二極管光伏電池模型串、并聯(lián)組成的光伏陣列等效電路[13]如圖2所示。

圖2 單二極管模型光伏陣列的等效電路Fig.2 Single-diode equivalent circuitof a PV array

在圖1中，其輸出電壓和電流的關(guān)系為

式中：U為光伏電池輸出電壓；I為光伏電池輸出電流；Iph為二極管擴(kuò)散效應(yīng)飽和電流；Is為二極管飽和電流；q為電子電量常量，1.602×10-19C；k為玻耳茲曼常量，1.381×10-23J/K；T為光伏電池工作絕對(duì)溫度值；A為二極管特性擬合系數(shù)；NS和NP分別為串聯(lián)和并聯(lián)的光伏電池?cái)?shù)目。

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)[14]常采用單級(jí)式并網(wǎng)系統(tǒng)，即直接通過(guò)逆變器將光伏陣列輸出的直流電能變換成交流電能，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，如圖3所示。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制系統(tǒng)采用雙環(huán)控制方式，外環(huán)控制分為兩部分：最大功率點(diǎn)跟蹤環(huán)節(jié)[15-16]和直流電壓及無(wú)功功率控制環(huán)節(jié)；內(nèi)環(huán)控制采用dq0旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流內(nèi)環(huán)控制。

圖3 單級(jí)式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.3 Topologicalstructure of the single-stage，gridconnected PV system

3.2 算例系統(tǒng)建模

本文以國(guó)內(nèi)某實(shí)際局部配電網(wǎng)作為研究對(duì)象，該系統(tǒng)含1座220 kV變電站和3座110 kV變電站，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及各變電站負(fù)荷如圖4所示。

在DIgSILENT中搭建的配電系統(tǒng)如圖5所示。其中，MZ站、NJ站和YZK站110 kV高壓側(cè)母線(xiàn)分別經(jīng)ML單線(xiàn)、NL雙線(xiàn)和LY雙線(xiàn)與220 kV LH站中壓側(cè)110 kV母線(xiàn)相接。各110 kV變電站經(jīng)過(guò)110 kV/10.5 kV降壓變壓器向負(fù)荷送電，其中110 kVMZ站經(jīng)由饋線(xiàn)LM1~LM8（其中，LM7~LM8為聯(lián)絡(luò)線(xiàn)，正常運(yùn)行方式下傳輸功率為0）供電、110 kV NJ站由饋線(xiàn)LN1~LN9供電。MZ站、NJ站各線(xiàn)路負(fù)荷功率分布如表1所示。

圖4 局部電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意Fig.4 Sketchmap ofnetwork structure of local distribution system

圖5 局部配電網(wǎng)DIgSILENT算例Fig.5 Localdistribution syste Mconstructed in DIgSILENT

4 配電系統(tǒng)光伏接入影響穩(wěn)態(tài)分析

4.1 光伏接入對(duì)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓的影響

為衡量不同節(jié)點(diǎn)光伏接入前后系統(tǒng)電壓的變化程度，引入節(jié)點(diǎn)電壓變化率指標(biāo)，即

表1 MZ、NJ站各線(xiàn)路所載負(fù)荷功率分布Tab.1 Load power distribution of substation MZ and NJ

電壓變化率=

電壓變化率為光伏接入前后節(jié)點(diǎn)電壓的差值與接入前節(jié)點(diǎn)電壓的百分比，電壓變化率越大，表明光伏接入對(duì)該節(jié)點(diǎn)電壓的影響程度越大。

4.1.1 光伏接入容量對(duì)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓的影響

在110 kVMZ站LM1線(xiàn)路末端分別接入不同容量的光伏發(fā)電系統(tǒng)，比較光伏接入前后MZ站10.5 kV母線(xiàn)和各線(xiàn)路末端節(jié)點(diǎn)的電壓變化情況，如圖6所示。

由圖可見(jiàn)，光伏接入后，由于并網(wǎng)點(diǎn)所連線(xiàn)路傳輸?shù)墓β式档?，線(xiàn)路兩端電壓降落減少，并網(wǎng)點(diǎn)電壓顯著抬升，且隨著光伏接入容量的增大，并網(wǎng)點(diǎn)電壓逐漸增大，驗(yàn)證了前文的理論分析結(jié)果；但對(duì)于包括10.5 kV母線(xiàn)在內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)，由于線(xiàn)路潮流基本不發(fā)生變化，電壓抬升作用并不明顯。

圖6 不同容量光伏接入時(shí)MZ站各節(jié)點(diǎn)電壓Fig.6 Busvoltagesof substation MZ w ith integration of different PVscapacities

圖7 不同接入位置時(shí)光伏并網(wǎng)點(diǎn)電壓隨接入容量的變化曲線(xiàn)Fig.7 U-P curvesof substation MZ and NJwith the integration of different PVs locations

4.1.2 光伏接入位置對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的影響

將光伏發(fā)電系統(tǒng)分別接入MZ站LM1至LM6線(xiàn)、NJ站LN1至LN9線(xiàn)的末端；其中，MZ站LM1至LM6線(xiàn)、NJ站LN1至LN9線(xiàn)的線(xiàn)路長(zhǎng)度，即光伏并網(wǎng)點(diǎn)距其變電站低壓側(cè)母線(xiàn)的電氣距離分別依次遞減。逐漸增大光伏的接入容量，MZ站和NJ站各并網(wǎng)點(diǎn)電壓變化率的變化情況如圖7所示。從圖7可以看出，在MZ站的LM1線(xiàn)和NJ站的LN1線(xiàn)和LN2線(xiàn)末端節(jié)點(diǎn)處分別接入光伏發(fā)電系統(tǒng)，其對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的抬升作用明顯高于光伏接入其它節(jié)點(diǎn)時(shí)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓，即光伏接入位置距離變電站低壓側(cè)母線(xiàn)的線(xiàn)路越長(zhǎng)，光伏電源對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的抬升作用越明顯。這是由于隨著光伏并網(wǎng)點(diǎn)與變電站低壓側(cè)母線(xiàn)之間的電氣距離的逐漸增大，光伏并網(wǎng)母線(xiàn)受主網(wǎng)的影響逐漸減弱，并網(wǎng)點(diǎn)受光伏接入的影響就越明顯。

另外，從圖7還可看出，保持某一接入位置不變，光伏接入容量不斷增大，起初光伏并網(wǎng)點(diǎn)電壓隨著光伏接入容量的增大而逐漸升高，但當(dāng)光伏接入容量超過(guò)某一特定值時(shí)，光伏并網(wǎng)點(diǎn)電壓迅速下降。這是由于此時(shí)并網(wǎng)點(diǎn)線(xiàn)路通過(guò)電流超過(guò)其載流量，整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法繼續(xù)維持穩(wěn)定運(yùn)行。

4.1.3 光伏接入容量對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功功率的影響

分別在MZ站LM1線(xiàn)和NJ站LN1線(xiàn)末端接入光伏發(fā)電系統(tǒng)，改變光伏接入容量，分析不同接入容量下光伏并網(wǎng)母線(xiàn)無(wú)功功率的變化情況，如表2所示。

從表2可知，光伏接入后會(huì)從系統(tǒng)吸收一定的無(wú)功功率，且隨著光伏有功出力的增大，其無(wú)功吸收也逐漸增大。這是由于光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)過(guò)升壓變壓器并網(wǎng)，并網(wǎng)變壓器存在一定的無(wú)功功率損耗。值得注意的是，當(dāng)接入光伏的有功功率輸出較小時(shí)，光伏有功出力對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的抬升作用可能小于其并網(wǎng)變壓器吸收的無(wú)功功率對(duì)其電壓的降低作用，此時(shí)，光伏接入可能會(huì)導(dǎo)致并網(wǎng)點(diǎn)母線(xiàn)電壓小幅下降。

表1 不同接入容量下光伏并網(wǎng)點(diǎn)吸收的無(wú)功功率Tab.1 Reactive power absorption of grid-connected buses the integration of different PVscapacities

4.2 光伏接入對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗的影響

配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)有功損耗Ploss可描述為

式中：N為系統(tǒng)總支路數(shù)；Piloss為各支路網(wǎng)損。通過(guò)比較光伏系統(tǒng)不同接入方式下系統(tǒng)網(wǎng)損的變化情況，分析光伏接入對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)損的影響。

對(duì)于圖5所示的配電系統(tǒng)，分別在MZ站LM1~ LM6線(xiàn)以及NJ站LN1~LN9線(xiàn)末端接入光伏發(fā)電系統(tǒng)，改變光伏接入容量，系統(tǒng)網(wǎng)損的變化情況如圖8所示。

圖8 光伏接入后系統(tǒng)網(wǎng)損的變化情況Fig.8 Syste Mgrid lossesw ith integration of PVs

從圖中可以看出，光伏系統(tǒng)的接入容量和接入位置均會(huì)對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)損造成影響，隨著光伏接入容量的逐漸增大，系統(tǒng)網(wǎng)損呈先減小后增大的變化趨勢(shì)。這是由于光伏接入容量較小時(shí)，配電系統(tǒng)線(xiàn)路傳輸?shù)膬粲泄β孰S著光伏有功出力的增大而逐漸下降，系統(tǒng)網(wǎng)損也隨之降低；而當(dāng)光伏接入容量繼續(xù)增大直至超過(guò)接入饋線(xiàn)負(fù)載時(shí)，光伏系統(tǒng)開(kāi)始向配電網(wǎng)中其它饋線(xiàn)的負(fù)荷或外部電網(wǎng)提供有功功率，此時(shí)系統(tǒng)中線(xiàn)路傳輸?shù)膬粲泄β孰S著光伏接入容量的增大而逐漸增大，系統(tǒng)網(wǎng)損也隨之逐漸升高。

另外，圖8中，對(duì)于電氣距離長(zhǎng)且負(fù)載較重的線(xiàn)路，如MZ站的LM2線(xiàn)和LM3線(xiàn)，NJ站的LN1線(xiàn)和LN2線(xiàn)，接入光伏發(fā)電系統(tǒng)可以使系統(tǒng)網(wǎng)損大幅降低，對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)損具有非常明顯的改善作用。

5 配電系統(tǒng)光伏接入影響動(dòng)態(tài)分析

5.1 光伏接入對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓故障特性的影響

利用DIgSILENT對(duì)圖5所示的配電系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，仿真時(shí)間設(shè)置為5 s，仿真步長(zhǎng)為0.005 s，2.5 s時(shí)刻MZ站低壓側(cè)10.5 kV母線(xiàn)發(fā)生三相接地短路故障，0.1 s后故障清除。在MZ站LM1線(xiàn)路末端，光伏接入容量分別設(shè)置為100 kW，500 kW，1MW和1.5MW，光伏并網(wǎng)點(diǎn)電壓標(biāo)幺值的變化情況如圖9所示。

從仿真結(jié)果可以看出，故障發(fā)生時(shí)，并網(wǎng)點(diǎn)電壓大幅下降，故障清除后系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，隨著光伏輸出的有功功率輸出逐漸增大，并網(wǎng)點(diǎn)母線(xiàn)的穩(wěn)態(tài)電壓逐漸升高，與上文光伏接入穩(wěn)態(tài)分析結(jié)果一致。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障而進(jìn)入暫態(tài)過(guò)程后，光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)提供一定的暫態(tài)電壓支撐，且光伏有功出力越大，對(duì)暫態(tài)電壓的支撐作用越明顯。

圖9 光伏接入后并網(wǎng)點(diǎn)電壓故障特性曲線(xiàn)Fig.9 Fault characteristicscurvesof voltage of grid-connected busw ith integration of PVs

5.2 光伏接入對(duì)系統(tǒng)短路電流的影響

分別在MZ站LM1線(xiàn)路、NJ站LN1線(xiàn)路末端接入光伏發(fā)電系統(tǒng)，假設(shè)在光伏并網(wǎng)點(diǎn)、光伏并網(wǎng)點(diǎn)上游（線(xiàn)路LM1和LN1的中間節(jié)點(diǎn)）處分別發(fā)生三相短路故障，短路電阻為0.1Ω。比較光伏接入前后系統(tǒng)短路電流的變化情況，如表3所示。

表3 光伏接入前后配電系統(tǒng)的短路電流Tab.3 Short-current circuitof distribution syste Mw ithout/w ith integration of PV syste Ms

由表3可知，當(dāng)光伏接入容量為1MW時(shí)，并網(wǎng)點(diǎn)額定電壓為58 A；短路過(guò)程中，光伏提供的短路電流不超過(guò)其額定電流的1.5倍。另外，當(dāng)光伏并網(wǎng)點(diǎn)發(fā)生三相短路故障時(shí)，主網(wǎng)和光伏電源同時(shí)向短路點(diǎn)注入短路電流，光伏接入后短路點(diǎn)短路電流小幅增大，短路電流增大的部分主要由光伏系統(tǒng)提供。另外，光伏并網(wǎng)點(diǎn)上游三相短路故障時(shí)的系統(tǒng)短路電流遠(yuǎn)大于光伏并網(wǎng)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)的短路電流，這是由于光伏并網(wǎng)點(diǎn)上游故障使得短路點(diǎn)與主網(wǎng)之間的電氣距離縮短，進(jìn)而導(dǎo)致短路電流增大。但是，光伏發(fā)電系統(tǒng)提供的短路電流基本不受故障點(diǎn)位置的影響。

6 結(jié)論

本文基于光伏接入影響的理論研究，結(jié)合國(guó)內(nèi)某實(shí)際配電系統(tǒng)，利用商業(yè)仿真軟件DIgSILENT，分別從穩(wěn)態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析的角度，研究了大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)接入對(duì)配電系統(tǒng)無(wú)功電壓、網(wǎng)絡(luò)損耗、故障特性以及短路電流等方面的影響。

（1）基于數(shù)字仿真軟件DIgSILENT的大規(guī)模光伏接入影響研究，在對(duì)理論分析結(jié)果正確性進(jìn)行驗(yàn)證的同時(shí)，較理論分析具有更好的適應(yīng)性與通用性，適于配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、規(guī)劃與運(yùn)行等工程實(shí)際應(yīng)用。

（2）配電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過(guò)程中，大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)的接入對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)的無(wú)功電壓以及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗產(chǎn)生顯著的影響，且隨著光伏接入方式（接入容量和接入位置）的改變而發(fā)生明顯變化。

（3）配電系統(tǒng)發(fā)生故障而進(jìn)入暫態(tài)過(guò)程時(shí)，光伏接入會(huì)對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)暫態(tài)電壓起到一定的支撐作用，且向短路點(diǎn)提供部分短路電流，并維持在其額定電流的1.5倍以?xún)?nèi)，故障清除后系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行。

（4）本文基于大規(guī)模光伏接入對(duì)配電系統(tǒng)影響的分析結(jié)果，提出如下建議：①根據(jù)光伏接入對(duì)系統(tǒng)潮流的影響分析，合理配置各節(jié)點(diǎn)光伏接入容量；②在光伏并網(wǎng)點(diǎn)處安裝一定的無(wú)功補(bǔ)償裝置或儲(chǔ)能裝置，可以在平抑由于光伏隨機(jī)性和波動(dòng)性造成的潮流波動(dòng)的同時(shí)，提高配電系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。

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Analysison Impactsof Integration of Large-scale Photovoltaic to Distribution Systemsvia DIgSILENT

JIANGYuyong1，2，LEIJinyong1，2，DONGXuzhu1，2，YU Li1，2，XU Aidong1，2，GUOXiaobin1，2
（1.Electric Power Research Institute ofChina Southern Power Grid，Guangzhou 510080，China；2.PowerGrid Technology Research CenterofChina Southern PowerGrid，Guangzhou 510080，China）

The influencesof the integration of large-scale photovoltaic（PV）systems on thenormaloperation ofdistribution systems cannotbe neglected.This paperanalyzes the impactsof large-scale PV systemson the voltage，grid loss and short-circuit currentof distribution networks via the simulation tool DIgSILENT/PowerFactory，and an actual distribution network is utilized as the test case.It is illustrated fro Mthe simulation results that the influences of the integration of PV systemswith differentpower outputsare notquite the same.According to the results，some enhancement measuresare suggested to lay the foundation for the planningand operation ofdistribution systems.

DIgSILENT/PowerFactory；large-scale photovoltaic integration；distribution system；syste Mvoltage；grid loss

TM74

A

1003-8930（2015）07-0035-07

10.3969/j.issn.1003-8930.2015.07.07

蔣愈勇（1977—），男，本科，工程師，從事配網(wǎng)自動(dòng)化方面的研究和管理工作。Email：jiangyy@csg.cn

2014-11-21；

2015-01-06

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）項(xiàng)目（2011AA05A114）；南方電網(wǎng)公司2013年科技項(xiàng)目“含分布式電源的智能配網(wǎng)試驗(yàn)與檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究”（K-KY-2012-2-009）

雷金勇（1982—），男，博士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樾履茉?、分布式電源和微電網(wǎng)。Email：byron_lei@msn.com

董旭柱（1970—），男，博士，千人計(jì)劃特聘專(zhuān)家，研究方向?yàn)榕潆娮詣?dòng)化、儲(chǔ)能、新能源和微網(wǎng)。Email：dongxz@csg.cn