城鄉(xiāng)配電網的線損及無功優(yōu)化算例研究摘要配電網理論中線損計算及無功率優(yōu)化等技術,這是我國大型電力企業(yè)發(fā)展中的一項十分重要的任務。配電網理論中的線損計算及其在無功率優(yōu)化中應用的研究工作,可以有效降低了電能的浪費,節(jié)約了能源,還可以大大提高與電力有關的企業(yè)和使用者自身的社會經濟效益。目前關于線損分析的計算方法也有極大的進步與發(fā)展，各國都在研究如何降低線損和節(jié)約能源來緩解能源緊缺的壓力，實現能源結構的轉型迫在眉睫。本文介紹了線損計算以及無功優(yōu)化的研究意義和背景，闡述了目前線損計算和無功優(yōu)化的國內外研究現狀，詳細地分析和比較了常見的幾種線損計算理論，分析了其中的優(yōu)缺點和適用場合，最終選取了潮流算法來計算線損，并且對matpower以及matlab軟件進行了詳細地介紹，其次，對牛頓拉夫遜法進行了詳細的闡述與說明。運用牛頓拉夫遜法進行線損計算，用matpower軟件對整個系統(tǒng)進行程序設計和計算，基于該理論進行了一系列的計算，基于一階網損靈敏度理論提出如何對配電網進行無功優(yōu)化，從而能夠最大化的降低線損和提高電壓水平，運用13節(jié)點網絡進行了算例驗證，從補償前后的電網參數證明，無功優(yōu)化補償有效的降低了網損，提高了經濟效益。通過對分布式電源的分類以及不同類型分布式電源節(jié)點的處理，從補償容量和補償位置兩方面，研究分布式電源對配電網的網絡損耗和電壓的影響，通過33算例根據的出的數據進行分析和總結，并對33節(jié)點系統(tǒng)進行無功優(yōu)化，得出相應的結論和不足。關鍵詞：配電網線損計算分布式電源無功優(yōu)化目錄摘要 11. 緒論 31.1課題研究背景及意義 31.2課題內容和研究現狀 41.2.1配電網線損研究現狀 41.2.2無功優(yōu)化研究現狀 51.3本文主要的研究內容 82.線損計算與潮流計算的相關理論 102.1線損計算的相關理論 102.1.1常見的線損計算方法 102.1.2本文采用的線損計算方法 132.2潮流計算的相關理論 132.2.1Matpower軟件簡介 132.2.2牛頓-拉夫遜潮流計算方法 142.3本章小結 173.分布式電源的處理以及無功優(yōu)化理論 183.1分布式電源類型 183.1.1風力發(fā)電 183.1.2光伏發(fā)電 193.1.3燃料電池 203.1.4微型燃氣輪機 203.2分布式電源節(jié)點類型的處理 213.3基于一階線損/無功靈敏度計算的配網無功優(yōu)化 233.4本章小結 324.配電網的算例分析 334.1網損計算算例及其結果分析 334.2分布式電源接入對網損的影響 374.3分布式電源接入對電壓的影響 414.4無功優(yōu)化的算例及結果分析 444.5本章小結 475.結論與展望 495.1結論 495.2展望 501. 緒論1.1課題研究背景及意義經濟的持續(xù)發(fā)展與人類的生存都離不開能源的供應，近年來，全球經濟不斷發(fā)展，而人類對能源的需求也與日俱增。世界的能源結構發(fā)生著變化,各國積極研究新能源發(fā)電來減少對化石能源的依賴，能源結構的變化也帶動著經濟迅速發(fā)展。各國為了發(fā)展經濟，能源消耗量近幾年一直在增長，這使能源問題變得更加重要。為了使得能源能夠充分利用來緩解能源短缺問題，各國都在積極探索和研究如何能夠節(jié)能減少不必要的損耗，并且一直致力于研究和開發(fā)包括太陽能,核能,潮汐和微型可再生能源。我們我國人均可再生能源消耗總量還遠遠低于世界平均份額的一半。各行各業(yè),城市和農村地區(qū)普通人民的日常用電近年來在迅速提高,提高供電的質量以及供電的安全性和可靠性也變得愈發(fā)重要。因此我們要合理利用現有的能源,更好地節(jié)約資金進行再生能源的利用。近幾年我國仍然是以火力發(fā)電為主，火力發(fā)電需要依靠傳統(tǒng)化石能源燃燒產熱從而將熱能轉化為機械能再轉化為電能。在這過程中，不可避免會產生對環(huán)境污染和對環(huán)境有害的氣體，對人類的生存是不利的。而新一代能源大都是清潔能源，可以使能源產生的形式多樣化，從而改善能源結構并使能源結構不斷清潔。世界各國都非常重視如何能夠節(jié)約能源的問題，尤其是在電能方面。隨著我國電力事業(yè)的不斷發(fā)展,發(fā)電越來越被重視,但配電過程的網損和無功優(yōu)化問題卻亟待解決(1-5)。存在于輸電、變電、配電、運營的電能輸送過程中所產生的損耗稱作線損，廣義來講就是從發(fā)電廠發(fā)出的總電量減去用戶實際所得到的的電量。由于過程中線路、電氣設備都是有電阻和電抗的,因此電流通過時,就會產生電能損耗。根據有關資料的統(tǒng)計估算：電能從發(fā)輸變配用這一系列過程中的電氣設備全部的電能消耗約占發(fā)電量的15％～25％。線損率作為一個可控的變化的指標，和利潤有著直接的聯系。它是電力企業(yè)衡量技術與經濟技術的一項綜合新指標，降低線損之后，對用戶來說可以少購買電，對于供電企業(yè)來說可以少發(fā)電，從而可以節(jié)約能源，在當今能源短缺的時代，使得能源能夠更加有效地充分地利用。線損計算對于供電企業(yè)和用戶都有著重要的意義，能降低能源損耗并對國民經濟也有著重要的影響。線路在傳輸電能的過程中，由于電感電容的存在，會流過一定的無功功率，當流過的無功功率較大的時候，電流也會隨之變大，所以通過線路和變壓器會使有功損耗增大，電壓的壓降也會在增大，電壓水平和質量降低，線損率降低。所以，通過理論和實踐驗證，無功補償可以降低網絡損耗，并減小壓降提高電壓質量。傳輸過程中的由無功功率的流動所帶來的網絡損耗會增加電網的運營成本并使能源得不到有效的利用。因此，對不同類型的消耗無功功率的正確處理與電力系統(tǒng)直接相關。無功優(yōu)化的目的是通過調整無功功率的分布和容量的大小來降低線路網損，并保持良好的電壓質量。無功補償裝置安裝地點和容量的選擇要考慮多方面的因素，比如投資量與收益的比例，當投入的無功補償帶來的對于電壓水平和線損的優(yōu)化水平要低于成本時，就要適當的舍棄。除此之外，不能出現嚴重的過補償情況從而使得線損又反過來增高。1.2課題內容和研究現狀1.2.1配電網線損研究現狀現在，我國的線損率計算和管理與世界先進國家相比還有一定的差距，節(jié)能降損依然面臨著很大的提升空間。運用一些算法，通過定量計算把電能損耗降到最低，使供電企業(yè)逐漸向信息化、智能化發(fā)展。下圖為我國近幾年國家電網降低線損節(jié)約電量的數據，可以看出線損節(jié)約量在逐年上升，隨著發(fā)電量的增長以及發(fā)電設備的增多，線損的節(jié)約也變得越來越重要。關于配電網的理論線損計算的研究方法有很多，不同原理對應計算出的結果精度，適用的條件都有差異，不同的算法也有各自的優(yōu)缺點?？梢愿鶕€路數據參數在模型分析的基礎上計算線損：也有根據電力網的損耗元件分析計算得出線損。配電網線損計算的方法大概分為以下幾類：等值功率法、均方根電流法、平均電流法、等值電阻法、潮流算法等。文獻［］將人工智能算法運用于分區(qū)線損、10kV線路和低壓臺區(qū)線損三個類別，有效降低了線損。文獻［］建立了一種新型的電源接入模型并進行了仿真計算，得出接入無功補償的位置越靠近負荷較多的區(qū)域，降低整個配電網的線損的效果越好。文獻［］，將傳統(tǒng)算法與智能算法相結合，在等值電阻法計算的基礎上提出了虛擬用戶拓撲等值法，進行理論線損計算，提高了線損計算的準確性。文獻［］提出了能自動實現配電網線損理論計算的方法：基于GIS系統(tǒng)的圖模轉換，提高了計算的效率和準確度，然后進行線損計算，極大減少了工作量。也有很多基于計算機和智能算法的電力系統(tǒng)理論線損分析的各式各樣的方法，這些方法精確度高，計算結果準確。[16-18]。但將其應用與實際算例中時，由于這些方法處理的數據量非常大，從而會增加計算時間和成本，不是很適用于現實生活中，還有很大的提升空間。圖1-1國家電網降低線損節(jié)約量1.2.2無功優(yōu)化研究現狀無功功率的大小和電壓有著直接的聯系，無功補償可以降低無功負荷，減少無功可以提高電壓水平，進而降低線路損耗，傳輸過程中的由無功功率的流動所帶來的網絡損耗會增加電網的運營成本并使能源得不到有效的利用。無功補償就是在電網的某些節(jié)點上添加并聯電容器、靜止無功補償器等無功補償裝置以后,能量在感性元件和容性元件之間發(fā)生相互的交換，從而降低無功負荷。低壓配電網的無功補償方法有：隨器補償，低壓集中補償，隨機補償等，不同的補償方法適用于不同類型的電網，我們要對補償裝置進行合理的安裝，增大投資的經濟效益。目前無功優(yōu)化方法與種類也有很多，如可以接入分布式電源進行補償無功功率，利用發(fā)電機的自動調節(jié)勵磁裝置調壓，改變變壓器的變比調壓，如有載調壓器，還可以采用一些無功補償裝置如并聯電容器，加裝靜止無功補償器，同步調相機等等，合理配置這些裝置和容量，就可以提升電壓質量，降低線損。其次，分布式電源的并網潮流分布發(fā)生變化，對配電網線損的計算和降損措施以及對電壓水平的管理也變得更加復雜[8]。接入分布式電源后，發(fā)電量的輸出會有很大的波動，所以會對原來的電網帶來擾動和沖擊使電網難以平穩(wěn)供電，所以原有的電力系統(tǒng)就必須加以改造，才能適用這樣的新的形勢。分布式電源有圖1-2靜止無功補償器原理圖無功調節(jié)能力，會對配電系統(tǒng)的節(jié)點電壓和網絡損耗產生影響，對系統(tǒng)的潮流的流向也會產生影響，以及系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。其影響程度與分布式電源的類型、并網位置和容量等有著密切的關系[9-12]。風力發(fā)電和光伏發(fā)電的輸出都會有波動性和不確定性，研究時會有一些新的問題出現。因此，在進行無功優(yōu)化時要對不同的分布式電源的節(jié)點類型進行分析和處理，在未來的配電網中分布式電源將會發(fā)揮越來越大的作用并且這有待更加深入的研究。其次，分布式電源的并網潮流分布發(fā)生變化，對配電網線損的計算和降損措施以及對電壓水平的管理也變得更加復雜[8]。接入分布式電源后，發(fā)電量的輸出會有很大的波動，所以會對原來的電網帶來擾動和沖擊使電網難以平穩(wěn)供電，所以原有的電力系統(tǒng)就必須加以改造，才能適用這樣的新的形勢。分布式電源有無功調節(jié)能力，會對配電系統(tǒng)的節(jié)點電壓和網絡損耗產生影響，對系統(tǒng)的潮流的圖1-3無功潮流圖圖1-4無功補償后的潮流圖圖1-5無功過補償潮流倒向流向也會產生影響，以及系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。其影響程度與分布式電源的類型、并網位置和容量等有著密切的關系[9-12]。風力發(fā)電和光伏發(fā)電的輸出都會有波動性和不確定性，研究時會有一些新的問題出現。因此，在進行無功優(yōu)化時要對不同的分布式電源的節(jié)點類型進行分析和處理，在未來的配電網中分布式電源將會發(fā)揮越來越大的作用并且這有待更加深入的研究。1.3本文主要的研究內容第一章主要介紹了近幾年世界各國能源結構的變化以及對可再生能源的利用現狀，本文課題研究的背景和意義，以及在配電過程中存在的網損和無功優(yōu)化問題，說明了線損計算和無功優(yōu)化對企業(yè)和用戶有重大的意義。其次，介紹了線損計算和無功優(yōu)化在近年來的研究現狀，可以得知隨著計算技術的不斷發(fā)展與演進，如今的線損估算的方法呈現多樣化的狀態(tài)。第二章首先介紹了線損計算的常見方法，比如：等值功率法，均方根電流法，平均電流法，等值電阻法，潮流算法等。并且分析了這些方法的優(yōu)缺點以適用的場合，最終選取了潮流算法來計算線損。其次簡要介紹了matpower軟件以及牛頓拉夫遜潮流計算方法的相關原理。第三章介紹了分布式電源如何處理，分布式電源的類型，有風力發(fā)電，光伏發(fā)電，燃料電池發(fā)電以及微型燃氣輪機，之后分析了分布式電源的節(jié)點分類，并基于一階線損靈敏度計算的配電網的無功優(yōu)化理論，并用13節(jié)點系統(tǒng)進行了算例驗證，為第四章的算例分析建立了理論基礎。第四章主要選取了某10KV，33節(jié)點的配電網，通過給定的元件參數和數據，首先采用牛頓拉夫遜法進行理論線損計算，然后基于第三章理論進行無功補償，最后研究分布式電源的接入對配電網的影響和然后根據得出的數據結果進行理論分析。

第五章對課題完成情況和研究成果做了總結，概況了文中不足和需要進一步研究的地方，并對含DG的配電網無功優(yōu)化研究進行了展望。2.線損計算與潮流計算的相關理論2.1線損計算的相關理論2.1.1常見的線損計算方法1.均方根電流法日均方根電流法的計算模型為：設電網元件電阻為R，通過的電流為I,一天二十四小時電能損耗為?A，則電能損耗為：(2-1）

一天內24小時每一小時的代表電流用I1，I2…I24來表示。則電能損耗的表達式如下：（2-2）式中即為日均方根電流。（2-3）設有功功率為P(kW)、無功功率為Q(kVar)和電壓為U(kV)，(2-2)的元件電能損耗表達式近似為:（2-4）設代表日每小時的有功電度為Aa（kW·h），無功電度為Ar（kvar.h），元件在該節(jié)點平均線電壓為Uav（kV），得到：（2-5）

在實際中，該方法使用較少，因為收集和整理原始數據比較復雜，并且需要對電網運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，精度不是很高。2.平均電流法

該方法利用流過線路的平均電流，來計算出線路當中的電能損耗，將計算的線損代替為是這段線路的所有負荷所造成的線損，即實際的負荷，結果一般比實際的線損值要小t時間內電能損耗計算公式為（2-6）（2-7）式中，R代表元件電阻(Ω)，t是線路的運行時間(h)，Aa為有功負荷電量(kW·h)，Ar為無功負荷電量(kvarh)，K為形狀系數。該算法的計算參數容易獲得，而且相對精確度高，方便計算機編程計算。但是由于計算時是用平均電流的損耗代替了實際的線路損耗，所以計算誤差大。3.等值電阻法

等值電阻法是計算變壓器鐵芯所造成的損耗和線路與變壓器繞組產生的損耗，然后將兩種損耗進行相加。在計算時用兩個等值電阻進行代替實際元件，一個對應的是導線，另一個電阻等效的是全部流經線路的變壓器繞組，從而使計算過程極大地簡化。電阻值會隨著負荷的變化而變化，所以計算結果的準確度較高。功率表損耗的公式是：（2-8）（2-9）線路和變壓器的模型如圖圖2-1線路π型等效模型圖2-2變壓器τ型等效模型該方法準確率較高，在計算網損時可以較為準確的得到結果。數據來源簡捷方便，運算速度基本達到工程要求，是當前運用廣泛的一種線損計算方法。但是事實上，各節(jié)點的負荷率可能是不一樣的，各個節(jié)點的的參數也不相同，因此影響結果的準確程度。4.潮流算法潮流線損運算是通過給定的線路模型、網絡拓撲、和元件參數來計算系統(tǒng)潮流，從而得到線路損耗。記算的結果比較切合實際，精確度相對較高。所以潮流計算的方法也越來越得到廣泛的推廣和運用。潮流算法分為：（1）牛拉法是應用最廣泛的一種，將非線性方程變?yōu)榫€性方程，收斂性好，計算精度也較高，能快速并且精確地計算出線損。（2）PQ分解法P、Q解耦，把迭代方程變?yōu)槌捣匠蹋仃嚨碾A數降低，運算起來更快捷，但是配電網R/X較大，不滿足PQ解耦的條件，難以運用于配電網潮流和線損計算方法中。（3）前推回代法2.1.2本文采用的線損計算方法由于國內35kV及以上系統(tǒng)的表計相對比較齊全，可以利用線路功率，電阻，電抗等數據，通過牛頓拉夫遜法潮流計算得到全網線損分布值。2.2潮流計算的相關理論2.2.1Matpower軟件簡介Matlab包含多條調控語句、多種函數和數據結構。用戶可以在命令輸入窗口輸入執(zhí)行語句或者將編好的應用程序(M文件)一起運行。MATLAB語言是起源于C++基礎上的，所以兩者的語法特別相似，但是MATLAB語言更容易理解，符合研究者書寫習慣，便于非信息專業(yè)人員的使用。

潮流計算是電力系統(tǒng)分析的一項最基本計算，在Matpower中有大量的經典算例，對于Matpower中的經典算例，只需要在MATLAB的命令窗口將該算例定義，并且輸入“runpf(casexx)”便可以運行，之后便可以得到該配電網中各個節(jié)點的電壓、各個支路的功率損耗以及整個網絡中其他的數據。根據以上的數據可以檢查各點電壓是否在要求范圍內、功率分布是否合理等。為電力系統(tǒng)分析提供了數據支持。

Matpower在Matlab中的腳本m文件編寫，它的計算功能非常強大，速度之快，準確度之高，可以計算潮流以及優(yōu)化潮流分布。MATPOWER

擁有多種潮流算法，包括經典潮流計算和最優(yōu)潮流計算等等，他們可以通過控制命令來調用。Matpower中的經典算例是按照經典的潮流算法進行編寫。其結構簡單并且運算較為準確。用一些電力網絡參數數據，通過編寫潮流計算程序，在MATLAB軟件的命令窗口輸入runpf(‘程序名稱’)就可以進行潮流計算,而通過調用函數runpf的參數計算潮流。 2.2.2牛頓-拉夫遜潮流計算方法上一章已經介紹了潮流計算的結果比較切合實際，精確度相對較高。所以潮流計算的方法也越來越得到廣泛的推廣和運用。牛頓拉夫遜法是常用的潮流計算方法，收斂快且精度高，下面介紹一下本文中用到的牛頓拉夫遜法。牛頓拉夫遜法潮流計算原理如下：設有單變量非線性方程f(x)=0（2-10）（2-11） 解此方程之前，首先有一個近似值并滿足下列方程式：在泰勒展開：（2-12）如果差值很小，那么久可以忽略二次和二次以上的階次，于是可以簡化成：（2-13）修正量線性方程式如下所示，（2-14）但是修正后的近似解與實際的解仍然有一定得到誤差，所以我們要一直迭代下去直到逼近真解，最終得到計算的公式：（2-15）迭代過程中的收斂判據為：（2-16）（2-17）?設有n個聯立的非線性代數方程（2-19）令?這些修正量滿足以下的方程組，即（2-20）在初始值附近分別展開成泰勒級數，并省去高階的項，可以得到修正方程式如下=-（2-21）利用高斯消去法或者三角分解法可以解出修正量,然后對初始值近似解進行修正（2-22）如此反復迭代，在進行第k+1次迭代時，從而求出修正方程式：圖2-3牛頓拉夫遜法流程圖=-（2-23）得到修正量，（2-24）并對各變量進行修正，最終可以表示為（2-25）（2-26）并滿足下列收斂公式（2-27）2.3本章小結本章首先介紹了線損計算的常見方法，比如：等值功率法，均方根電流法，平均電流法，等值電阻法，潮流算法等，講述了線損理論計算的作用，并且分析了這些方法的優(yōu)缺點以適用的場合，最終選取了牛頓拉夫遜潮流算法來計算線損。其次簡要介紹了matpower軟件的使用以及牛頓拉夫遜潮流計算方法的相關原理。3.分布式電源的處理以及無功優(yōu)化理論3.1分布式電源類型可再生能源天然就是分布于地球上的各個表面，低密度的，所以對它們的利用，例如太陽能光伏板，效率跟規(guī)模沒有很大關系，所以以分布式電源為主?？稍偕茉窗l(fā)電主要問題是不可控，發(fā)電量會有很大的波動，所以會對原來的電網帶來擾動和沖擊使電網難以平穩(wěn)供電，所以原有的電力系統(tǒng)就必須加以改造，才能適用這樣的新的形勢。分布式電源規(guī)模在KW至MM,發(fā)電的能源種類主要包括：風力發(fā)電、光伏發(fā)電、燃料電池和微型燃氣輪機發(fā)電等等。3.1.1風力發(fā)電由于風力發(fā)電利用的是清潔無污染的風能，而且我國的風能資源是相當豐富的，尤其在我國的新疆等地區(qū)，地廣人稀，很適合大力發(fā)展風電，所以這些年，隨著我國生態(tài)環(huán)境保護的不斷推進，風力發(fā)電技術也變得較為成熟，風力發(fā)電已經在我國的許多地區(qū)得到了應用，極大的緩解生態(tài)環(huán)境惡化，同時也緩解了供電壓力，并且風力發(fā)電技術建設周期短，技術簡單，維護方便，且對環(huán)境保護具有十分重大的意義，使得風電在全球各地得到廣泛應用，其中，在的某些發(fā)達國家，風力發(fā)電所占的比重甚至超過了傳統(tǒng)的火力發(fā)電，并且，比重還在不斷的上升，在不久的將來，就會成為其主要的發(fā)電形式。風力發(fā)電機主要包括風力機和發(fā)電機兩大部分，其工作原理比較的簡單，風帶動風力機的葉片使其轉動起來，風力機的輪轂也就開始轉動起來，由此將此風能轉化成輪轂上的機械能，輪轂帶動發(fā)電機的轉子旋轉，通過電磁感應產生電能，發(fā)電機定子上就會感應出電流，即完成了由機械能到電能的轉化，再將發(fā)電機定子上的電流經過濾波和變頻等一系列處理后就可以并入電網，風力發(fā)電機一般分為同步型和異步型兩類，風機輸出的功率和風速大小直接相關，現實生活中，風速和風向總是在不斷地變化，輸出功率就不能保持一個固定值，變得極其不穩(wěn)定，這樣獲得的電能無法得到使用，所以為了使輸出的功率更加穩(wěn)定，需要對風力發(fā)電機的葉片加以一定的控制，這樣就可以使風機葉片的旋轉角度會隨著風速的變化適時調整，這時候，即使風速出現了很大的變化，風力發(fā)電機的輸出功率基本不會受到波動，這樣就可以使風能得到更好的利用，還能緩解供電壓力。風機通過調速器轉動槳葉，調整槳距角，來控制輸出功率和輸出的穩(wěn)定性，通過無功補償裝置維持其功率因素平衡。所以將等效為PQ節(jié)點類型。3.1.2光伏發(fā)電太陽能是一種可再生資源，同時目前也是最有發(fā)展前途的綠色能源之一，我國處于日照時間長的區(qū)域，所以太陽能相當豐富，如果不能有效地利用起來，就白白的浪費掉了，因此，需要合理的開發(fā)我國的太陽能資源，這樣就可以有效緩解環(huán)境惡化和資源枯竭等問題。太陽能光伏發(fā)電具有清潔無污染，維護簡單等一系列優(yōu)點，因此，其得到更加廣泛的應用。太陽能光伏電池（PhotovoltaicCell,PVC）是太陽能光伏發(fā)電的核心部件，太陽能光伏電池板受到一定強度太陽光的照射，其中的半導體材料將太陽能轉化成電能，其輸出功率主要和光照強度有關，光照強度越強，輸出功率也就越大，所以需要研究光照強度和輸出功功率之間的關系。在一段時間內，光照強度能夠近似視作Beta分布，其概率密度系數為：（3-1）式（3-1）中，代表實際光照強度；代表最大光照強度；代表分布參數的形狀參數。上式為光照強度的概率密度函數，由此可知太陽能光伏電池輸出的概率密度函數也呈Beta分布：（3-2）式（3-2）中，為某一時間段內光伏電池發(fā)出的總功率；為太陽能電池在此時間段內輸出的最大功率。在溫度和光照強度都保持不變的情況下，太陽能光伏電池的輸出功率主要和運行電壓有關，此時，當電壓達到最優(yōu)值時，光伏電池的輸出功率在此電壓下才能達到最大值。但是實際中，溫度和光照強度并不能保持恒定，需要對光伏電池加裝一些監(jiān)測和控制裝置，實時監(jiān)測太陽光的方向和環(huán)境溫度，不斷調整太陽能電池板的朝向和一些其他的參數，使光伏電池始終可以輸出最大功率。由于光伏發(fā)電并網一般采用電壓源型電流控制逆變器，輸出的P和注入 的I為為定值，等效為PI節(jié)點類型。3.1.3燃料電池燃料電池[42,43]是是一種直接將燃料的化學能轉化為電能的裝置，中間不經過燃燒過程，是使燃料與一些氧化劑反應從而直接產生電流的一種原電池，以至于以它的電能轉換效率高。相比于傳統(tǒng)的火力發(fā)電，燃料電池對環(huán)境的污染程度更低，發(fā)電效率高達50%~60%，并且它的占地面積小，負荷響應性好，只要調節(jié)燃料供給量就可以低負荷或者滿負荷運行。燃料電池接入配電網中時，其輸出的U不變而且輸出的有功P也是可以控制的，將其等效為PV節(jié)點類型。3.1.4微型燃氣輪機微型燃氣輪機主要指的就是一些功率不大，一般只有幾千瓦到幾十千瓦，通常以天然氣和汽油等作為燃料的燃氣輪機，由于微型燃氣輪機體積不大，結構也不太復雜，所以運行維護起來也較為方便，同時，人們對燃氣輪機的研究歷史較長，所以技術較為成熟，和美國等一些發(fā)達國家相比，我國在這方面的研究還比較滯后，但是隨著國力的不斷提升，對其也正變得越來越重視，微型燃氣輪機在、不僅可以控制其輸出的有功功率，還可以控制其輸出的無功功率，從而達到靈活調控并網點的電壓的目的，從而保證良好的電壓質量。微型燃氣輪機發(fā)電機組和傳統(tǒng)發(fā)電機組相比，主要有以下優(yōu)點：（1）使用壽命長。最高可達45000小時，但是功率一樣的柴油發(fā)電機能夠使用的時間卻不到微型燃氣輪機的十分之一，這樣的話，變相的減小了投資成本；（2）維護簡單，維護費用低。由于微型燃氣輪機發(fā)電機組運行部件只有一個，所以一年時間內只有極少的時間會出現故障，故障率低，不怎么需要維修，維護起來也就簡單，微型燃氣輪機的一些部件比較便宜，即使更換也不會花費太多，所以維護費用也很低；（3）噪音低，紅外輻射小，排氣溫度也較低；（4）排放量低，污染小。由于國家對生態(tài)環(huán)境保護越來越重視，很多污染較大的機器已經被明令禁止使用，但是微型燃氣輪機排放量遠低于傳統(tǒng)的柴油機，使其在環(huán)境改善方面發(fā)揮極大的作用。相比于火力發(fā)電，微型燃氣輪機發(fā)電有消耗低，電量足，污染小的優(yōu)點。需要經過整流逆變器接入電網。輸出的U恒定且輸出的P可以調節(jié)，可等效成PV節(jié)點類型。3.2分布式電源節(jié)點類型的處理 在以往的配電網進行潮流計算時，一般只含有平衡節(jié)點和PQ節(jié)點這兩種類型的節(jié)點，通常情況下將發(fā)電廠的母線選作平衡節(jié)點，平衡節(jié)點發(fā)出的有功P和無功Q以及電壓U的大小和相位，且一般情況下一個配電網絡只有一個平衡節(jié)點，但是隨著各種分布式電源參與到配電網運行中，配電網中就不止平衡節(jié)點和PQ節(jié)點，增加了新的節(jié)點類型，但是以往的潮流計算方法只能處理PQ節(jié)點與PV節(jié)點，所以就需要將新的節(jié)點類型進行適當的處理，將其轉化為以往潮流計算能夠處理的PQ節(jié)點或者PV節(jié)點，下面就介紹新型節(jié)點的處理方法。（1）PQ節(jié)點在潮流計算中，分布式電源注入電網的功率，通常是將其視作“負的負荷”，再和DG并網點原來的正值負荷相疊加，看成一個新的負荷，這樣就可以利用傳統(tǒng)潮流計算來處理。（2）PV節(jié)點對于微型燃氣輪機等分布式電源，這類分布式電源通常情況下選用同步發(fā)電機，需要看作PV節(jié)點，需要注意的是，在潮流計算中，需要對這類節(jié)點進行修正，如果處理后的無功功率仍然不在規(guī)定的范圍之內，就將其轉化成PQ節(jié)點來處理，其有功功率是已經給定的，無功功率則變?yōu)樗茌敵龅臉O限值。(3)PI節(jié)點分布式電源在并入大電網的時候，需要經過逆變之后才能并入電網，對于采用電流控制型逆變器接口的DG，一般情況下將其處理成PI節(jié)點，這類節(jié)點的有功功率是給定的，電流也是給定的，再將前一次迭代所得到的電壓代入公式中就可以計算出無功功率，如式（3.1）所示：（3-3）式（3-3）中，為進行次迭代后得到的無功功率值，是有功功率輸出值，其大小是不變的，I為注入系統(tǒng)的電流幅值，其大小也是不變的，與分別為進行次迭代后節(jié)點電壓的實部與虛部。(4)P-Q(V)節(jié)點如果DG采用的同步發(fā)電機沒有勵磁調節(jié)系統(tǒng)，就需要做一些處理，使其適應潮流計算，以隱極同步發(fā)電機接口的DG為例，設DG發(fā)出的有功功率為，無功功率為，則有：（3-4）（3-5）式(3-4)中，U是發(fā)電機機端電壓，是隱極機空載電勢，其大小是不變的，為功角，為發(fā)電機組的同步電抗。通過式（3-4）和式（3-5）能推導出無功功率和機端電壓之間的關系：（3-6）由式（3-6）可以看出，式中除了發(fā)電機的有功功率外都是定值，所以當確定發(fā)電機組發(fā)出的有功功率時，就可以通過式（3-6）其計算發(fā)出的無功功率，風力發(fā)電機組通常會選用異步發(fā)電機，異步發(fā)電機的近似等效電路如圖3-1所示。圖3-1異步發(fā)電機的近似等效電路圖經圖3.1可以得到發(fā)電機從電網吸收的無功功率為：（3-7）由式（3-7）可得，Q是一個負值，表示發(fā)電機需要從電網吸收一定的無功來創(chuàng)建磁場。3.3基于一階線損/無功靈敏度計算的配網無功優(yōu)化我們采用一階線損/無功靈敏度方法來合理地選擇補償點，那么n個節(jié)點的有功網損為（3-8）為為配電網節(jié)點導納數據；為配電網節(jié)點的線電壓；δij相角差；可以得到節(jié)點i輸入的有功功率和無功功率的數據分別為：（3-9）為了得到線損一階/無功靈敏度，定義以下變量：X=是電壓的變量；每個節(jié)點的相角分別為，第i個節(jié)點和第j個節(jié)點的相角差為。每個節(jié)點的線電壓有效值分別為U==[U1,U2…,Un]，是1*n維的矩陣；；u=[PQ]為節(jié)點輸入有功功率和無功功率，是2*n維的矩陣，其中P=[P1,P2,…,Pn]；Q=[Q1,Q2,…,Qn]。當i不等于j時，（3-10）當i等于j時，

（3-11）最終得到n*n的雅可比矩陣，由H，M,N，L四個子矩陣組成。（3-12）有功線損對u求導，可以得到：（3-13）其中是有功損耗對求導得到的結果（3-14）而是有功損耗對率u=[PQ]的導數，可以表示為（3-15）為有功靈敏度，為無功靈敏度。

如果不考慮系統(tǒng)的非線性因素的話，用泰勒展開得到近似值（3-16）不難發(fā)現，當給予相同額無功補償容量時，中的數值更大的，線損量減少得更多。而中數值更小的，線損量相對減少得更少。下面我們用算例來驗證一下。如圖所示，該配電網主要用于驗證加裝了無功補償裝置之后對配電網線損和電壓水平的影響，以及如何合理加裝節(jié)點位置的選擇方案。該配電網電壓等級為115kV，其中共有12段線路L1-L12，13個節(jié)點，8組負荷分別為節(jié)點3，4，5，6，9，10，11，12節(jié)點。表4-1和表4-2為該配電網的重要參數。圖4-1線路參數圖表4-1線路參數表節(jié)點節(jié)點線路電阻Ω）線路電抗（Ω）141.22.4341.63.2231.52.25450.61.25612491.51.5891.63.278129101.5310110.40.6812129131.53.75表4-2負荷表節(jié)點有功負荷(kW)無功負荷(kVar)616000110003170012502230001320012128003000990000666001284304620101700800732661986經過計算可得知，該配電網各節(jié)點的一階線損靈敏度如表4-3所示。

表4-2節(jié)點靈敏度節(jié)點靈敏度10.02122-0.02093-0.21154-0.030165-0.017246-0.07157-0.044128-0.045189-0.0390210-0.0429511-0.0371412-0.0402613-0.03977首先進行單點補償，排序按照靈敏度排序各個節(jié)點，進行單點無功補償。按照該配電網總無功功率的10%，作為單位容量。這里我們按靈敏度的高低選取幾個具有代表性的節(jié)點：8，11，3和5四個節(jié)點，單獨補償，并對補償后的結果進行分析。

表4-3單點補償線損減小量補償節(jié)點8節(jié)點11節(jié)點3節(jié)點5節(jié)點線損減少量（kw)305308.8189.1170.8表4-4單點補償節(jié)點電壓標幺值節(jié)點81135不加裝11111120.96720.9660.96560.96430.962230.96030.9570.96530.96280.958940.95710.96120.96250.960.9550.96630.96220.96450.96120.9660.94820.94510.9450.94460.944470.94750.94450.94520.94410.941280.94660.94550.9450.94150.94190.94510.94230.94150.94150.941100.94390.94580.94330.94230.942110.94350.94570.94180.94190.941120.94430.94170.94160.94150.9335130.94650.94640.94490.94490.933由表4-4可知，加裝相同大小的無功容量，補償節(jié)點的靈敏度越高，配電網線損變得更小。當靈敏度最高的節(jié)點為8節(jié)點加裝10246.5kVar的無功補償之后，其線損降低了305kW。并且當節(jié)點越離線路末端或負荷側越近時，其靈敏度就越高，在這個地方增加無功補償容量對于線路損耗降低得越多。如圖4-3和圖4-4所示，我們可以看出，加裝無功補償之后，各節(jié)點電壓都有提升，只是提升的大小不一樣而已。且在距離負荷較進的節(jié)點8和11節(jié)點圖4-2單點補償節(jié)點電壓水平加無功補償時，線路節(jié)點電壓的標幺值更接近1，而在靠近電源點處的節(jié)點3和節(jié)點5處無功補償時，節(jié)點電壓大小要低于在負荷側加無功補償的大小。圖4-3單點補償節(jié)點電壓水平局部放大圖以上的分析可以得出，以一階網損靈敏度靈敏度為計算基礎，選擇靈敏度高的節(jié)點優(yōu)先進行補償，可以收獲更高的節(jié)點電壓水平和更小的線路損耗。在投資一定的情況下，可以獲得更高的經濟收益。以上的算例驗證了該方法的可行性。其次進行多點補償，雖然單點進行大容量補償的效果要高于多點補償，但考慮到變壓器容量，線路容量等實際因素，在實施中往往會受到限制。所以，我們一般會采用分立的多組小容量無功補償裝置，進行就地補償。選點的原則和單點補償類似，優(yōu)先選取靈敏度高的節(jié)點進行補償。按照該配電網總無功功率的3.3%，作為單位容量進行無功補償。選取靈敏度最高的3，11，13為一組和靈敏度最低的5，6，1為一組，分別進行計算和分析。并且，加入單點8補償的結果，進行對比分析。三種方案的無功補償總容量一致。

表4-5多點補償線損減小量補償節(jié)點8節(jié)點3，11，13節(jié)點5，6，1節(jié)點線損減少量305276.6121.6表4-6多點補償節(jié)點電壓標幺值節(jié)點\補償節(jié)點83,11,135,6,1不加裝1111120.96720.9660.96560.962230.96030.9570.96530.958940.95710.96120.96250.9550.96630.96220.96450.9660.94820.94510.9450.944470.94750.94450.94520.941280.94660.94550.9450.94190.94490.94450.9420.941100.94390.94440.94330.942110.94350.94450.9420.941120.94430.94280.94220.9412130.94650.94640.9450.944圖4-4多點補償節(jié)點電壓水平圖4-5多點補償節(jié)點電壓水平放大圖如表4-5可知，加裝相同容量的無功補償裝置，線損最小的方案是在8單點加裝無功補償，其線損減小量為305kVar。其次為其中靈敏度最高的為3,11,13節(jié)點的組合，加裝10246.7kVar的無功補償之后，其線損降低了276kW。線損最高的方案是5,6,1節(jié)點。通過觀察，我們可以得出，單點補償減小線損程度高于多點補償。在越位靠近線路終端或負荷側的節(jié)點，靈敏度越高，在此處加裝無功補償對于線路損耗的降低得程度越大。如圖4-4和圖4-5所示，我們可以看出，加裝無功補償裝置之后，各節(jié)點電壓水平有了一定的提升。其中在靠近負荷側的節(jié)點3，11，13處加無功補償時，節(jié)點電壓標幺值和更高一點，而在靠近平衡節(jié)點處的節(jié)點5，6,1處加裝時，節(jié)點電壓水平要低于前者9%。但是在總的補償容量相同的情況下，單點補償的電壓質量與高于多點補償。以上的分析表明，采用集中補償與分散補償的方式相結合，可很大程度上減少配電網損耗、改善電壓質量。在用戶負荷所在的位置就多點補償，這種方式能大大減少配電網損耗、改善電壓質量、提高系統(tǒng)供電能力。雖然其效果要比單點補償稍微差一點啊，但是由于設備安放地點，體積，成本，可靠性等，還有變壓器、無功補償裝置的容量問題，采取分散補償的可行性更高一些。3.4本章小結第三章主要介紹了分布式電源如何處理，分布式電源的類型：有風力發(fā)電，光伏發(fā)電，燃料電池發(fā)電以及微型燃氣輪機，之后分析了分布式電源的節(jié)點分類，如何將PV,PI節(jié)點轉化為PQ節(jié)點，并基于一階線損靈敏度計算的配電網的無功優(yōu)化理論，并用13節(jié)點系統(tǒng)進行了算例驗證，為第四章的算例分析建立了理論基礎。

4.配電網的算例分析4.1網損計算算例及其結果分析下面對IEEE33節(jié)點10Kv系統(tǒng)進行線損計算，以及無功優(yōu)化的分析。支路數據如下：表4-1IEEE33節(jié)點系統(tǒng)的相關參數支路首節(jié)點末節(jié)點電阻（Ω）電抗（Ω）有功（kw)無功（kvar)1120.09220.0473.922.442230.4930.25113.442.213340.3660.18642.361.684450.38110.19412.221.595560.8190.7072.141.556670.18720.61881.10.537780.71140.23510.890.428891.030.740.690.3299101.0440.740.620.31010110.19660.0650.560.271111120.37440.12380.520.241212131.4681.1550.450.211313140.54160.71290.390.171414150.5910.5260.270.091515160.74630.5450.210.081616171.2891.7210.150.061717180.7320.5740.090.04182190.1640.15650.360.161919201.50421.35540.270.122020210.40950.47840.180.082121220.70890.93730.090.04223230.45120.30830.940.462323240.8980.70910.850.412424250.8960.70110.420.2256260.2030.10340.950.972626270.28420.14470.890.952727281.0590.93370.820.922828290.80420.70060.750.892929300.50750.25850.630.813030310.97440.9630.420.213131320.31050.36190.270.143232330.3410.53020.60.433218220034915220035122222003618330.50.5003725290.50.500圖4-133節(jié)點系統(tǒng)線路圖基于以上參數，用matpower軟件對33節(jié)點系統(tǒng)進行潮流計算得出線損和各節(jié)點電壓標幺值，該線路有33個節(jié)點，32個負荷，節(jié)點1為電源，37條支路，視在功率的基準值采用10MVA，結果如下表4-2支路有功損耗與無功損耗數據支路首節(jié)點末節(jié)點有功損耗（MW)無功損耗（Mvar)1120.0120.012230.0520.033340.020.014450.0190.015560.0380.036670.0020.017780.00508890.004099100.00401010110.00101111120.00101212130.00301313140.00101414150015151600161617001717180018219001919200.00102020210021212200223230.00302323240.00502424250.0010256260.00302626270.00302727280.0110.012828290.0080.012929300.00403030310.0020313132003232330033218003491500351222003618330037252900表4-3節(jié)點電壓標幺值與負荷節(jié)點電壓標幺值有功負荷（MW)無功負荷（Mvar)11--20.9970.10.0630.9830.090.0440.9750.120.0850.9680.060.0360.950.060.0270.9460.20.180.9410.20.190.9350.060.02100.9290.060.02110.9280.040.03120.9270.060.04130.9210.060.04140.9190.120.08150.9170.060.01160.9160.060.02170.9140.060.02180.9130.090.04190.9970.090.04200.9930.090.04210.9920.090.04220.9920.090.04230.9790.090.05240.9730.420.2250.9690.420.2260.9480.060.03270.9450.060.03280.9340.060.02290.9260.120.07300.9220.20.6310.9180.150.07320.9170.210.1330.9170.060.04其中線損最大值與電壓標幺值最大值如圖，可知在2-3節(jié)點的線路上線損最大，節(jié)點1處電壓標幺值最大。圖4-2程序運行結果根據程序計算結果也可得到：總線損為0.203MVar4.2分布式電源接入對網損的影響為了能夠全面考慮分布式電源的并網容量變化對系統(tǒng)有功網損的影響，選取幾個具有代表性的節(jié)點進行觀察，分別取近電源點的節(jié)點3，一個中部節(jié)點6，較長支路的中部節(jié)點13，較長支路的末端節(jié)點18，4個代表性節(jié)點進行計算分析。表4-4不同容量DG接入線路相關節(jié)點的線損數據無功容量（kvar）節(jié)點3（KW）節(jié)點6（KW）節(jié)點13（KW）節(jié)點18（KW）0182.136145.637132.853143.6952200178.7401135.6361120.0624130.569400175.6506126.888111.5131123.5955600172.8671119.3789106.9906122.3484800170.3898113.0887106.3192126.46551000168.2155108.0025109.3331135.62661200166.3458104.1018115.8765149.55211400164.7791101.3748125.8146167.99651600163.514599.8051139.0204190.73791800162.550999.3778155.3709217.58582000161.8873100.0711174.7815248.36632200161.5241101.8963197.131282.92282400161.4596104.8057222.3365321.11992600161.6928108.8084250.3138362.82612800162.2249113.8893280.9829407.93433000163.055120.0228314.2789456.3453圖4-3不同容量DG接入線路相關節(jié)點的線損可以明顯看出，每個曲線的變化規(guī)律都很相似，當DG的接入節(jié)點相同時，隨著DG的無功容量不斷增加，系統(tǒng)的有功網損總是呈現著先下降后上升的趨勢。當并入無功容量過高時，系統(tǒng)網損會高于原來沒有接入分布式電源的網損，所以在接入分布式電源時要合理的考慮容量，避免不必要的浪費和網損的增高。下面我們考慮DG并網位置的變化對系統(tǒng)線損的影響，選取幾個具有代表性的容量進行分析，如四個較低容量（400kvar、800kvar、1200kvar和1600kvar）和兩個較高容量（2200kvar和3000kvar）來進行算例分析。將DG分別接入系統(tǒng)中的各節(jié)點，得出下表總的線損數據表4-5DG接入不不同節(jié)點的線損網損（kw)400Kvar800Kvar1200Kvar1600Kvar2200Kvar3000Kvar節(jié)點2199.134198.204197.458196.901196.411196.404節(jié)點3175.651170.389166.346163.514161.524163.053節(jié)點4163.594156.120150.669147.219145.751150.618節(jié)點5151.750142.197135.523131.685131.160140.022節(jié)點6126.883113.089104.10399.805101.891120.028節(jié)點7124.828111.081102.56599.127103.180125.090節(jié)點8119.617106.698100.551100.915113.154150.180節(jié)點9115.524104.319102.027108.202132.474191.051節(jié)點10112.494103.136104.769116.724152.745231.986節(jié)點11112.117103.124105.501118.534156.721239.729節(jié)點12111.690103.439107.270122.383164.715254.894節(jié)點13111.513106.319115.876139.020197.131314.280節(jié)點14111.981107.956119.603145.616209.262335.714節(jié)點15113.626111.023125.048154.244223.927360.391節(jié)點16116.263115.408132.356165.450242.505391.172節(jié)點17121.748123.805145.556184.991273.918442.032節(jié)點18123.594126.466149.552190.738282.923456.344節(jié)點19199.327198.759198.705199.163200.808204.779節(jié)點20202.911205.846212.161221.780242.253280.485節(jié)點21204.352208.273216.302228.330253.636300.432節(jié)點22207.627213.314224.316240.438273.833334.715節(jié)點23172.348167.434164.679164.061167.091178.399節(jié)點24167.103163.163163.222167.192180.300210.724節(jié)點25167.403165.303168.943178.141201.987251.726節(jié)點26124.543110.336101.41497.624101.253122.786節(jié)點27121.547106.81898.03394.999100.836127.156節(jié)點28111.54695.09187.02986.971101.127144.984節(jié)點29104.92487.36680.04882.387102.889159.665節(jié)點30101.87483.83377.17581.183105.840170.796節(jié)點31102.16986.22883.54693.159128.858212.696節(jié)點32133.257124.680126.274137.373170.639243.645節(jié)點33132.823124.134125.731136.945170.572244.392圖4-4DG接入不不同節(jié)點的線損可以看出，每條波形基本上都有四個峰值，這是因為該線路有四條分支，每條支路線路末端的網損最高，當并網的無功容量相同，DG接入兩條較短線路上時，系統(tǒng)有功網損線的最低點（如22節(jié)點和25節(jié)點）要高于DG接入兩條較長線路上的線損。因此，將分布式電源接在長線路高負荷時，網損的降低效果較為明顯。并且，在低容量并網區(qū)，22節(jié)點中出現了系統(tǒng)有功網損超過DG并網前的系統(tǒng)有功網損情況，其他線路的節(jié)點沒有出現此情況。但在高容量區(qū)，不僅是當DG的接入在節(jié)點22時系統(tǒng)線損高于并網前的線損，其他線路也可能出現了這種情況。分析表明：為了有效地降低系統(tǒng)有功網損，DG并網的位置不易接在短線路低負荷區(qū)，DG并網的無功容量不易過大。4.3分布式電源接入對電壓的影響分布式電源對電壓分布產生的影響由其接入容量、接入位置來決定。首先考慮分相同布式電源容量對節(jié)點電壓的影響，為了使電壓的抬升作用達到最大化，我們選取長線路高負荷末端的33號節(jié)點和一節(jié)線損靈敏度最高的18節(jié)點這兩個節(jié)點進行分析。在兩個節(jié)點接入相同容量的DG，分別為400Kvar,800Kvar,1600Kvar,2200Kvar.表4-6不同容量的無DG對節(jié)點電壓的影響節(jié)點不加裝400KVar800KVar1600KVar2200KVar11111120.9970.9970.9980.9990.99930.9830.9840.9870.9930.99340.9750.9770.9820.9920.99350.9680.970.9770.9920.99360.950.9540.9671.0041.00970.9460.9520.9671.0141.02180.9410.9470.9641.0131.0290.9350.9420.9621.0221.031100.9290.9380.9611.0321.043110.9280.9370.961.0331.044120.9270.9360.961.0341.045130.9210.9310.9611.0541.069140.9190.9290.9591.0581.076150.9170.9280.9571.0611.081160.9160.9260.9561.0651.087170.9140.9240.9541.0781.108180.9130.9240.9531.0831.115190.9970.9970.9970.9980.998200.9930.9930.9940.9940.995210.9920.9920.9930.9940.994220.9920.9920.9920.9930.993230.9790.980.9830.990.99240.9730.9740.9760.9830.983250.9690.970.9730.980.98260.9480.9530.9661.0051.01270.9450.950.9641.0051.011280.9340.940.9591.0171.025290.9260.9330.9551.0261.037300.9220.930.9521.0251.038310.9180.9260.9481.0311.047320.9170.9250.9471.0341.051330.9170.9240.9471.0391.058圖4-5不同容量的DG對節(jié)點電壓的影響當ＤＧ容量較小時，接入ＤＧ的容量首先用來供應并網節(jié)點的負荷，并且ＤＧ對其并網點下游的節(jié)點電壓也起到了提升作用。當并網ＤＧ無功容量逐漸提升，除去供應其并網點附近的負荷外，剩余的功率便會向上游流動，出現逆向潮流，于是在ＤＧ接入點的上游饋線部分，電壓從電源側到ＤＧ接入點是逐漸升高的，此時電壓最高點出現在ＤＧ并網點。因此，任何容量的ＤＧ并入配網對各負荷節(jié)點電壓都會有不同程度的抬升，且接入ＤＧ的容量越大，電壓的提升作用會提升。當ＤＧ接入容量增大到一定程度時，ＤＧ并網點及其附近節(jié)點會出現過電壓。當ＤＧ容量逐漸與總負荷相同時，ＤＧ并網點電圧標幺值超過了1.05，這回嚴重響電氣設備的安全運行。下面分析系統(tǒng)電壓受ＤＧ接入位置影響的分析。分布式電源的出力不變，為系統(tǒng)總負荷的４０％。改變ＤＧ在系統(tǒng)中的接入位置，分別選取線路的首端、中部和尾部，即靠近電源的節(jié)點1、支路中部節(jié)點9、18、支路尾部節(jié)點25、33。系統(tǒng)節(jié)點電壓分布的仿真結果為表4-7DG接入不同節(jié)點時的電壓節(jié)點節(jié)點1節(jié)點9節(jié)點18節(jié)點25節(jié)點3311111120.9970.9970.9970.9970.99730.9830.9850.9850.9850.98540.9750.9790.9780.9770.97950.9680.9720.9720.970.97360.950.9580.9580.9510.95970.9460.9590.9580.9480.95580.9410.9550.9550.9430.95190.9350.9530.9530.9370.944100.9290.9480.9520.9310.939110.9280.9470.9510.930.938120.9270.9450.950.9290.936130.9210.9390.9510.9230.93140.9190.9370.9530.920.928150.9170.9360.9550.9190.927160.9160.9350.9570.9180.925170.9140.9330.9660.9160.923180.9130.9320.9690.9150.923190.9970.9970.9970.9970.997200.9930.9930.9930.9930.993210.9920.9930.9930.9920.993220.9920.9920.9920.9920.992230.9790.9810.9810.9830.981240.9730.9750.9740.980.975250.9690.9710.9710.9810.971260.9480.9560.9560.950.958270.9450.9540.9540.9470.956280.9340.9430.9420.9360.951290.9260.9340.9340.9270.947300.9220.9310.9310.9240.945310.9180.9270.9260.920.947320.9170.9260.9250.9190.948330.9170.9260.9250.9180.952圖4-6DG接入不同節(jié)點時的電壓由圖看出，ＤＧ接入支路尾部節(jié)點節(jié)點25和33對線路上節(jié)點1至節(jié)點5的電壓的影響與ＤＧ接入節(jié)點9和１8對電壓的影響非常相似，且對節(jié)點6至17的電壓的提升作用比較小。節(jié)點1-5對節(jié)點25和節(jié)點33來說屬于線路上游，而節(jié)點6-17對節(jié)點25和節(jié)點33來說屬于下游；說明ＤＧ對其接入點上游的節(jié)點電壓影響較大。ＤＧ接入位置靠近線路末端時，會明顯提高ＤＧ接入點及其附近節(jié)點的電壓，若ＤＧ接入節(jié)點18，則節(jié)點18及其附近節(jié)點電壓出現明顯的抬升，而其他饋線上的節(jié)點如28-33節(jié)點電壓標幺值仍不是提升很大。若ＤＧ接入節(jié)點33，雖然節(jié)點25-33的電壓由于ＤＧ的注入功率而得到了