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牟欣玮

[摘 要]电网的潮流计算是电力系统中最基本同时又是最重要的一种分析工具，而配网的潮流计算是进行配电网分析的一个主要内容。通过系统网络拓扑结构以及运行方式求解出整个系统的潮流分布状况，并进行越界检查，全面掌握系统的运行情况。同时为定量分析系统规划设计与运行等方面是否合理、经济等提供了强有力的评判标准。下面，本文就针对风电机组配电网的潮流计算进行简单分析，以供参考。

[关键词]风电机组；电网；潮流计算

中图分类号：TM744 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0104-01

1 电力系统潮流计算

在电力系统的潮流计算中，已知每一个节点都有四个运行变量，即节点的电压、相角以及节点的有功功率和无功功率，如果系统的节点数为n，则包含4n个表征节点运行状态的参数。对每个节点而言，通常都是事先给定这四个运行参数中的任意两个参数的原始数据，且把另外的两个参数作为待求量来进行计算。

在进行潮流计算时，根据系统中各节点给定变量的不同，将节点分为以下三种类型：

第一类是PQ节点。此类型节点的已知量是节点注入功率P和Q，待求量是电压幅值U和相角。通常变电所母线都是PQ节点，已知输出功率P和Q的发电机也看作这类节点。在进行潮流计算时，电力系统的绝大多数节点都是这一类型。

第二类是PV节点。此类型节点的已知量是节点注入功率P和节点电压的幅值U，而未知参数是该节点无功功率Q及节点电压的相位角。有一定无功储备的发电厂母线以及具备一定无功电源的变电所母线都可作为此类节点。

最后一类是平衡节点。在进行潮流计算时，此类节点只设有一个。这类节点事先给定的运行节点电压向量，待求参数是节点的有功功率和无功功率。该节点的电压向量的相位角取为零度，并在潮流计算中以该点的电压向量方向为参考轴。平衡整个系统的功率就由该节点承担。关于该节点的选择，通常选择担负调整系统频率任务的某一发电厂（或发电机）。

在进行电力系统潮流计算时，平衡节点是必须设置且是唯一的；PV节点是少量的，甚至是可能没有的；而PQ节点是大量的，系统中的绝大多数节点属于这种类型[1]。

2 潮流计算算例

选用图1所示的33节点辐射状配电系统作为分析算例，该系统电压基准值取为12.66kV，视在功率基准值为1000kVA。节点电压上下限值分别为1.0pu和0.9pu。

600kW风力机技术比较成熟，设计比较可靠，性能价格比较高，是一款很经典的机型。在各风电机组运行的风力机当中，600kW机组占了相当大的比重。本文并入的三台风力发电机额定容量均选择600kW。风机一般安装在配电网馈线末端或远离系统静态电压稳定性较薄弱的支路。因此，本文选取18、24、32节点并入风机。在18节点并入一号风力发电机、24节点并入二号风力发电机、32节点并入三号风力发电机。单台风力发电机组的参数如表1所示：

需要注意，在参与系统潮流计算时必须将风力发电机的参数统一归算到系统的基准容量下。同时为了突出本文所研究的内容，进行简化计算，将忽略风电机组的尾流效应、集电线路和变压器的损耗[2]。假定每台风机的有功出力均为额定值。设定收敛精度为107，则潮流计算经过五次迭代后达到收敛。本文采用的VPQ模型迭代次数比较少、收敛性好、速度快。相比常规的PQ模型，有效的改善了风电机组的潮流计算模型，更具有实用性。

为了全面分析风电机组不同出力水平对配电网电压幅值的影响，选取风机的并网点18、32节点，距并网较近的12、29节点以及距并网较远5、7节点，进行定量分析。针对风电机组的不同出力水平进行潮流计算，根据潮流计算结果绘制出这些节点的电压水平随风电机组出力变化曲线，如图2所示。

从图2中可以看出，虽然选取的这些节点位置不同，但其电压幅值的变化趋势是一致的，因此，选取的这些节点是具有代表性的。随着风速的加强，风力发电机组的出力水平也随之提升，风电机组对配电网的节点电压支撑能力也变强。配电网中各个节点的电压幅值呈现出逐渐升高的趋势。但每个节点电压提高的幅度是不一样的，18节点最高，32节点次之，5节点最低。18和32节点同是风力发电机接入点，但32节点相比18节点电压提高幅度低，这是因为32节点的负荷比较重。风速是一种比较依赖气象条件的特殊能源，具有动态和随机性，因此风能的预测存在一定的误差是必然的。必须要考虑风速不确定性和风机出力不确定情况下的配电网潮流问题。根据某一时间段的风速预测数据给出系统一个合理的运行区间，以此处理风速的不确定性问题。此区间能够确保在风速预测误差范围内系统运行的所有可能都被包括在内，不会发生漏落现象，具有很好的实用性。

3 结语

现阶段，电网的网络拓扑越来越复杂，欲满足居民对电能质量的高要求，研究其潮流问题是关键环节。另外，在能源濒临枯竭与环保意识不断增强的双重作用下，推动着风能、太阳能等新能源和可再生能源走向能源舞台的最前端。它们的并网对配电网潮流提出了更高的要求。尤其是风能作为一种特殊的能源较依赖于气象条件，具有大容量、动态和随机的特性，将大规模的风电机组并入传统配电网必定会带来新的问题和挑战。迫切需要对包含有风电机组的配电网进行潮流计算，分析加入风电机组后对电网节点电压和线路功率造成的影响，并检查电压或功率是否出现越限。因此，进行对包含风电机组的配电网潮流计算是一个基础而关键的环节。

参考文献

[1]武历忠，徐诚.电力系统潮流计算[J].云南电力技术，2016，04：107-109.

[2]刘敏.电力系统潮流计算自动调整问题研究[J].中国高新技术企业，2015，09：13-15.