张强

摘 要：小电源一般安装在用户现场或者靠近用户现场处，以满足特定用户的需求，或者支持配电网的经济运行。对用户而言，小电源的存在提高了供电的可靠性，带来很多便利。但是对系统而言，会带来一系列问题。其中，小电源对电网潮流和稳定性的影响就是主要问题之一。该文从潮流计算的角度对小电源并入电力系统后所带来的潮流和稳定性影响问题进行了分析。小电源运行状态的不同，对系统潮流的改变和稳定性影响的作用也各不相同，因此需要调度部分根据系统当前的特征调整小电源的运行状态，以达到改善节点电压、降低线路损耗、提高供电可靠性、增强系统稳定性的目的。总体而言，小电源的并入无论对用户，还是对电网都是有积极意义的，前提是要选择好小电源的类型，根据系统负荷状况调整其运行特性。

关键词：小电源 潮流 电力系统 稳定性

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0046-02

小电源指容量相对较小的发电单元（一般小于兆瓦级），一般安装在用户现场或者靠近用户现场处，以满足特定用户的需求，或者支持配电网的经济运行。对用户而言，小電源的存在提高了供电的可靠性，带来很多便利。但是对系统而言，会带来一系列问题。其中，小电源对电网潮流和稳定性的影响就是主要问题之一。本文拟通过对包含小电源的电网进行潮流计算，分析小电源并入对电力系统潮流变化和稳定性带来的问题。

小电源的接入对系统稳定性产生影响的主要原因是引起了潮流的变化，所以首先要对包含小电源的系统进行潮流分析。稳定性包括静态稳定和暂态稳定，同时又可以分为相角稳定和电压稳定。小电源的供电半径相对较小，负荷几乎都集中在电厂相应的电压等级的母线上，所以一般认为小电源系统运行不存在暂态稳定问题，但是如果大量的分散电源接入电网，则应当考虑暂态稳定问题。但在该文中暂不考虑暂态稳定性问题。

1 对包含小电源的系统潮流计算

图1中列出了含有一个小电源的部分配电网络，该网络通过母线S与输电系统相连接，小电源连接在母线D上。系统参数见表1。

首先计算系统带最大负荷、不接入小电源的情况下，网络中各节点电的压和潮流。计算结果如图2所示，S母线连接的是无穷大系统，电压为标称电压pu，由于使用了有载调压，母线B的电压幅值也为1pu。可以看到，虽然使用了有载调压，线路末端D母线电压仍然比较低，因此线路的损耗也比较大。

如果最大负荷下，小电源以功率因数1工作并接入电网，送出有功功率20MW，此时网络的潮流分布将发生变化，计算结果如图3所示。由于有了小电源的支持，节点电压状况得到了明显的改善，由于小电源靠近负荷，可直接给负荷供电，使得线路传输的功率减少，从而减少了系统损耗。

如果要进一步减小线路损耗，改善电压状况，可以改变小电源的功率因数，使其发出一部分无功。设小电源在功率因数0.95下工作，发出20MW有功功率的同时，发出 6.6MVAr的无功功率，此时系统接点电压情况进一步得到改善。计算结果如图4所示。

当小电源进相运行或表现为感应电机时，将从系统吸收无功功率，与小电源功率因数为1的情况相比较，系统的电压状况恶化，损耗增大。计算结果如图5所示。

如果系统带最小的负荷，此时若小电源的发电容量大于本地负荷容量，小电源以额定容量、功率因数1工作时，潮流将反向。如图6所示，配网将向输电网中注入功率，此时小电源连接点处的电压将大大升高，由于小电源只发出有功功率，本地有功功率剩余，系统吸收多余的有功功率，并提供无功支持。

2 对稳定性的影响分析

对小电源本身来讲，由于它的容量非常小，很难影响到系统的稳定性。在暂态稳定分析中，一般不考虑小电源的暂态特性，只是把它当作一个负的负荷。配网中发生故障以后，电压下降，小电源与系统解列，然后等待与系统重新并网。为了防止小电源的频繁投切，就要保证在远方故障时小电源不解列。但是小电源与配网的连接都比较薄弱，配网的跳闸时间又很长，很难保证在远方的所有故障下小电源不解列。

如果小电源大量的接入系统，在系统受到大干扰时要为系统提供功率支持，此时就必须要考虑它的暂态稳定性。在单机-无穷大系统中，常采用等面积法则来判断系统的暂态稳定性。而在大量小电源接入的系统中，由于小电源之间存在动力学关系，对不同位置的故障电源的响应不同，所以需要采用其他的方法，使用一些专用软件来进行分析。对小干扰稳定性，一般采用特征值等方法，对暂态稳定，则常采用非线性时域仿真来分析。

系统故障不但会影响系统网络的稳定性，还会影响小电源本身的稳定性。IG的质量惯性常数大，电抗值小，能够增大系统的阻尼，减缓系统受到干扰后的响应；SG的惯性常数小，电抗值大，减小了系统的阻尼，增加了系统受到干扰后的变化的偶然性，不利于系统稳定性，而且由于惯性常数小，自身的不稳定性也增加了。

总的来说，小电源的接入提高了系统的稳定性。IG由于吸收一定的无功，对系统的作用不如SG好。

3 结语

该文从潮流计算的角度对小电源并入电力系统后所带来的潮流和稳定性影响进行了分析。小电源运行状态的不同，对系统潮流的改变和稳定性影响的作用也各不相同，因此需要调度部分根据系统当前的特征调整小电源的运行状态，以达到改善节点电压、降低线路损耗、提高供电可靠性、增强系统稳定性的目的。总体而言，小电源的并入无论对用户，还是对电网都是有积极意义的，前提是要选择好小电源的类型，根据系统负荷状况调整其运行特性。

参考文献

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