武范通和Johan德里森
源: 电能质量手册编辑安杰洛Baggin, 约翰·威利 & 儿子, 有限公司
1.0 分销网络
比利时现有的中压配电系统分部是用来研究不同的分布式发电的电能质量和电压稳定性 (DG) 技术 (图C16.1). 该系统包括一个变压器的 14 MVA, 70/10 千伏及四馈线. 变压器的初级绕组被连接到输电网，并可以被认为是一个无限的节点. 配电系统的正常运行是在的径向模式和连接在节点 111 与馈线 2, 3 和 4 常开.
图 1 配电系统测试
2.0 稳态电压上升
一个DG单元连接在节点 406 馈线 4. 它可以是一个同步或感应发电机. 系统中的总负载是 9.92 兆瓦, 4.9 无功. 同步电机和异步发电机模拟在不同的输出功率 3 兆瓦， 6 兆瓦. 同步发电机的功率因数为 0.98 (注入到网络中的无功功率). 感应发电机的功率因数为 0.95 (从网络中的无功功率消耗). 相对于基本情况，没有任何DG连, DG的有功功率提高馈线电压 4 (图C16.2). 为同步 6 兆瓦, 过电压发生在节点 406 和它的邻国.
图C16.3说明如何节点的电压 406 生成不同的功率及功率因素的变化. DG注入有源功率或工作在单位功率因数的情况下相比, 同步发电机提高系统电压更快，因为无功功率支持. 异步发电机, 电压上升小, 和一定程度的发电电压开始下降. 这是由于这样的事实，感应发电机需要无功功率, 负 (16.4), 在电压的上升，产生了减少.
通过这项研究, ，DG可以改善和支持配电系统的电压档. 诱导的影响，可以看出，与同步发电机相比是不太严重的，在电压上升 (图C16.4). 如果有一个与该同步发电机系统中的过压, 具有与低励的吸收无功功率，而不是将其注入到该系统.
图 2 馈线的电压档 4 与DG连接节点 406
图 3 节点电压在 406 不同功率因素
图 4 节点电压在 406 不同的发电水平
3.0 电压波动
为了说明的电压波动问题DG, 光生伏打 (光伏) 系统是用来. 产生无功功率的逆变器的电网滤波器由一个电容和几乎是恒定的, 使光伏系统与负电源作为电源质量节点处理. 光伏发电在鲁汶在一年内从一个average5sof的辐射测量数据计算, 比利时. 在这项研究中, 光伏阵列 50 千瓦额定峰值功率连接节点 304. C16.5图显示了一个小时的光伏发电系统的输出功率稍微多云夏天的一天中午. 为了分离短时负载变化到各个节点中的电压波动的影响PV, 假设负载是恒定的，在计算过程中. 系统中的总负载是 4.4 兆瓦, 1.9 无功. 在C16.6图中, 注入有功功率的太阳光发电系统的波动相对应的电压波动.
图 5 在节点注入功率的光伏 304
图 6 节点电压在 304
有时云遮住太阳时, 产生的力量可以迅速下降 60 %, 引起的突然变化，在节点电压的范围内 0.1 %. 在这项研究中的光伏装机容量相比是相当低的配电系统的容量和负载, 所以价值是相当低的电压波动. 然而, 具有高密度的连接或连接的大型光伏系统, 电压波动的问题可能会变得严重 [27].
DG与风电或光伏系统的输出功率波动可能引入随机波动, 和闪烁, 在电网电压的范围内秒到一个小时 [10]. 根据输出功率为DG, 在分销网络的特点和负荷曲线的结合, 过度或几分钟的持久性，可能会出现欠压. 在这种情况下，, DG的引入可能会合并与负载管理和存储.
4) 电压跌落
4.1 打开一个分公司
为了探讨DG技术之间的相互作用和不同的负载特性地球化学特征, 总容量为DG 30 % 系统总负载均匀分布在节点 108, 204 和 406. 已经进行了模拟感应电机和同步根儿都可省去. 1-2线的一个被打开，在t = 100 小号. 分布式发电机连接在节点 108, 204 和 406 的额定功率 1 同步电机和异步发电机兆瓦.
电压骤降是最高的恒功率负载特性和最低的阻抗负载特性的同步电机和异步发电机 (图C16.7图C16.8). 与同步发电机, 经过短暂的电压骤降, 电压恢复到它的初始值接近. 异步发电机, 的电压，不会恢复，由于无功功率支持的缺乏. 是不是有这么多的差异之间的电压跌落的基本情况，并与DG, 被周围的 1 %. 因此，DG在配电系统中的连接的不显着影响的动态电压稳定, 和, 在大多数情况下, 时间值，该值的电压骤降.
图 7 在总线电压骤降 2 同步发电机
图 8 在总线电压骤降 2 感应发电机
4.2 产生程序启动
为了看到DG单元启动时电压跌落问题, 感应发电机连接在节点 108 额定功率 3 在滞后功率因数测试兆瓦
0.9. 这种模拟显示了多么大的影响，可以在极端的情况下，一个客户有一个大型感应DG单元和不遵循正确的启动方法. 当感应发电机的启动, 导致的瞬态电压浸 40 % 持续几秒钟，在系统中 (图C16.9). 这是由于，以使发电机的初始励磁涌流瞬态功率传输到其工作速度 [12]. 这导致的一个主要问题敏感负载连接附近的DG单元. 如果配电系统配有欠压继电器和DG单元孤岛保护, 时的电压降可能会导致保护继电器的故障导致的中断系统. 软启动电路所需的大型连接感应DG.
5 静态电压稳定
三个连接点的DG单位在节点同步电机和异步发电机与配电系统的电压稳定性研究 108, 2 和 406. 研究这三种情况下的结果进行比较，以对方的基本情况，没有任何DG连接.
该系统的总负载是 9.92 兆瓦, 4.9 一个纯粹的阻抗负载特性的无功. 在所有情况下，DG单位装机容量 3 兆瓦. 在节点的电压稳定性 111, 进纸器的端部 1, 研究. 是从变电站的最远点和最弱的点的电压稳定在送纸器. 它被观察到 [17] 对于电压的计算和径向系统电压稳定性分析, 一个恒阻抗负荷模型可以用来. 它也被观察到的电压网络的稳定性具有相似的特性，具有不同的负载模式 (恒定阻抗, 负载电流和功率). DG恒定阻抗负载电压稳定性影响说明.
通过研究, DG示出一般以增加电压，并支持系统中的稳定性 (图C16.10和图C16.11). DG的位置有系统的电压稳定性产生重大影响. 根据不同的连接点, DG单位的电压稳定性的影响是不同的. DG大力支持电压稳定在附近的节点 (DG单元中的情况下连接在节点 108) 影响较小遥远的 (DG单元中的情况下连接在节点 2 或 406), 当看着节点 111. 这也适用于其他的负荷特性和在系统中的其他节点.
图 9 在不同的节点，在节点启动时，感应发电机的电压骤降 108
图 10 在节点静态电压稳定 111 同步发电机
图 11 在节点静态电压稳定 111 感应发电机
同步发电机的电压稳定性上有很大的影响，因为它的无功功率交换能力. 另一方面, 对电压稳定性的影响，基于感应发电机DG较小且有限的益处，由于无功功率的需求. 然而, 它有一个显着的影响，当它连接到节点 111, 视为一个较弱的区域. 这是可以理解的，因为不传输的有功功率跨越很长的距离从变电站, 在供纸器上的电压降的减少所导致, 从而支持电压稳定. 这使得配电系统承受更高的负荷条件，并按照新的输电和配电基础设施的建设或升级.
参考书目
[1] 阿克曼T., 安德森G。, 索德, L。, 分布式发电: 定义. 电力系统研究, 飞行. 57, PP. 195-204, 2000.
[2] 阿里利亚加J., 屈臣氏Ñ. R., 电力系统的计算机建模, 约翰·威利 & 儿子, 有限公司, 奇切斯特, 2001.
[3] 巴克P. P., 德梅洛ŗ的. W。, 确定分布式发电对电力系统的影响: 部分 1 - 径向分布系统. PES夏季会议, IEEE, 飞行. 3, PP. 1645-1656, 2000.
[4] Belmans R., W.米盖尔思。, Vandenput A。, Geysen W., 瞬态扭矩驱动感应发电机在风力涡轮机. 在快速发展的国家对电力系统研讨会, 沙特阿拉伯, PP. 563-567, 1987.
[5] Bollen M. Ĥ. Ĵ. 海格M., 电能质量: 分布式能源之间的集成, 网格, 和其他客户. 电力质量和利用杂志, 飞行. 1, 不. 1, PP. 51-61, 2005.
[6] 棕R. E., 配电可靠性, 马塞尔·德克尔, 纽约, 2002.
[7] 陈婷. H., 陈小姐M. S., 井上T., Kotas P., 谢卜利ë. A., 三相的余生成和跨前分配制度分析模型. IEEE电力输送交易, 飞行. 6, 不. 4, PP. 1671-1681, 1991.
[8] Eurostag, 包文件, 第一部分, TRACTEBEL & 法国电力公司, 2002.
[9] 格雷斯比ł. L。, 电力工程手册, CRC出版社 & IEEE, 博卡拉顿, 佛罗里达州, 2001.
[10] 黑斯E。, 埃斯皮诺萨M., Pluymers B。, 戈索尔斯一, 武范T., 德里森J., Belmans R., De Moor B., 分布式发电机组，采用遗传优化算法的优化布局和大小. 电力质量和动用杂志的, 飞行. 喜, 不. 1, PP. 97-104, 2005.
[11] IEEE P1547, 标准连通分布式资源与电力系统, 2003.
[12] 詹金斯N。, 艾伦R., 克罗斯利P., 樱桃D., Strbac G。, 嵌入式发电, IEE, 伦敦, 2000.
[13] 詹森K表. K., 电网连接的风力涡轮机指南. CIRED电力配电工程国际会议, 法国, 六月 1999.
[14] 问：KUNDURA：, 电力系统的稳定性和控制; 麦格劳 - 希尔, 纽约, 1994.
[15] 连接电网的电能质量特性的测量和评估的风力涡轮机, IEC标准, CIE / IEC 61400-21, 2001.
[16] Pepermans G。, 德里森J., Haeseldonckx D。, Belmans R., D'Haeseleer W。, 分布式发电: 定义, 好处和问题. 能源政策, 飞行. 33, 不. 6, PP. 787-798, 2005.
[17] 兰詹ŗ. B. Venkatech, 径向分布网络的电压稳定性分析. 电力组件和系统, 飞行. 31, 不. 5, PP. 501-511, 2003.
[18] ScottŃ的. C., 阿特金森ď的. J., 莫雷尔Ĵ. E., 使用负载控制来调节电压配电网络的嵌入式发电. IEEE交易在电力系统, 飞行. 17, 不, 2, PP. 510-515, 2002.
[19] 用于连接的技术要求分散发电系统分布网络上并行运行的, 文件C10/11 FPE / BFE, 比利时, 7 五月 2002.
[20] IEEE NRECA指南 1547, 分布式发电互连的应用指南, 2006.
[21] 武范T., 分布式发电对电力系统的运行和控制的影响. 博士论文, 鲁汶大学, 2006.
[22] 武范T., Belmans R., 分布式发电概述: 目前的现状和挑战. 电气工程国际审查 (IREE), 飞行. 1, 不. 1, PP. 178-189, 2006.
[23] 武范T., 德里森J., Belmans R., 嵌入式一代分布系统电压稳定的影响. 大学动力工程会议, 塞萨洛尼基, 希腊, 九月 2003.
[24] 武范T., 德里森J., Belmans R., 互连的分布式发电机和其对电力系统的影响. 国际能源报, 飞行. 6, 不. 1, 部分 3, PP. 127-140, 2005.
[25] 武范T., 德里森J., Belmans R., 分布式能源电能质量和配电系统的电压稳定性. 国际分布式能源杂志, 飞行. 1, 不. 3, PP. 227-240, 2005.
[26] Woyte A., 光伏发电系统和电网整合的设计问题. 博士论文, 鲁汶大学, 2003.
[27] Woyte A., 武范T., Belmans R., Nijs J., 分销层面上的电压波动引入光伏系统. IEEE交易上的能量转换, 飞行. 21, 不. 1, PP. 202-209, 2006.