分布式电源电压调整灵敏度和电压调节问题

2015-12-25高兰恩

科技视界 2015年1期

高兰恩

（河北工程技术高等专科学校，河北沧州 061001）

1 电压调节装置

电力系统需要利用多种装置调节电压，譬如负载分支变换变压器，自动电压调节器，电容器等。这些调节装置在假设电流从变电站到负载单向流动的基础上进行调整和操作。分布式电源的引入会导致配电电路不同部分的电流速度减慢，甚至反向流动。电流方向的翻转会扰乱电压调节器控制电路，导致调节器不能将馈电线电压控制在需要的范围里。

2 电压调节器的使用

（1）电压调节器常常使用线电压降补偿器电路调节电压调节器下级的馈电线的电压。线电压降补偿器（LDC）是一个小型的电子电路，它是调节器控制的一部分，可以模拟电路压降，预测距调节器几英里之外的电压。线电压降补偿器能够在没有测量较远处的电压的情况下保持较远处的电压稳定。它通过测量调节器的线电流和电压，然后将这些阻抗传回折合阻抗。折合阻抗是小型线性模型的一部分，这模型允许调节器预测稍远处的电压。遗撼的是，LDC 控制工作只适用于没有下级电源连接的线性电路。一台分布式发电机会使线电压降补偿器误认为线电流反向或低于实际值，从而严重扰乱线电压降补偿器，这样就会导致配电线路尾部的电压降低。

（2）在配电线外安装有小型辅助电压调节器，而且在小型辅助电压调节器下级安装有大容量分布式电源的情况时最有可能出现这种情况（见图1）。以前也曾报到过这样的事件，当分布式电源成为整个负载的一大部分，在相对较长，不耐用的配电电路上就会出现这种情况。当很大的分布式电源（1MW 或更大）连接在相距很近的变电站的时候也会发生这种情况。

图1 分布式电源影响电压调节器

上述所述情况中，分布式电源的安装使得调节器误认为在自己所服务的部分存在无功负载。这会使得调节器降低电压导致超出ANSI标准。

3 使用中应注意的问题

（1）通常来说，在任何时候分布式电源的输出都是可以测量的。如果电压调节器在分布式电源的上级，会出现严重的电压控制问题。这个问题的一个不彻底的解决方法是仅仅避免在电压调节器的较近的下级处放置分布式电源。如果能将分布式电源放置在上级较远处或下级，在许多情况下系统的表现会得到重大改善，也能够通过调整电压调整器来限制功率反向分支变换器的扰动，从而防止过低压出现。但是这些措施也不能保证不出现问题。一些新型的基于微机的电压调节器允许反向电流，而且人类完全可以对其进行正确的设置。

（2）如果分布式发电机没有对应的过压保护装置，在系统电压升高的时候去关闭发电机或进行限压，会导致系统电压超出ANSI C84.1-1995 限制。分布式发电机的位置，容量和保护控制决定这是否会产生问题。10kW 左右的分布式电源可能在为多个用户服务的较长二次线路产生高压。相反的，如果一个5MW 的分布式电源接近一个很大的变电站，可能不会导致任何问题。每种情况都必须在发电机的容量，电压调节器的相对位置和稳定性（故障等级/分布式电源的输出比率）基础上进行评估。最终，第三方分布式电源运营商和电力公司都需要保证配电一次线和二次线能够承受在没有电压问题下电流的输入。这就是为什么在分布式电源中好的电压控制是很重要的。分布式电源需要时间延迟电压继电器，从而保证连接处的电压不超过ANSI C84.1-1995（或特定的）的电压限制。如果超过这些限制，该单元应该和系统隔离，因为对于大多数小系统来说，只能影响二次侧系统，专用变压器会将分布式电源和系统隔离，所以也将专用的变压器作为防止持续过压的保护装置。