考慮分布式能源接入的配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃研究

葉秀蓓 葉東生 秦國(guó)毅 李艷玲

【摘要】 分布式電源的建設(shè)有利于調(diào)整電力的能源結(jié)構(gòu)，深化電力體制的改革。但在分布式能源接入配電網(wǎng)后將會(huì)給配電網(wǎng)帶來(lái)影響。對(duì)含有分布式能源的配電網(wǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)規(guī)劃可以充分利用分布式能源的優(yōu)勢(shì)，避開(kāi)分布式能源的劣勢(shì)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)規(guī)劃。本文通過(guò)介紹分布式能源的配電網(wǎng)的影響，建立最優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，來(lái)得到分布式能源與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)規(guī)劃。對(duì)相關(guān)人員有一定參加價(jià)值和借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】 分布式能源 配電網(wǎng) 協(xié)調(diào) 規(guī)劃

一、分布式能源

分布式能源按照其特點(diǎn)可以分為不可再生能源和可再生能源。天然氣、燃料電池、微型燃?xì)廨啓C(jī)等都屬于不可再生的分布式能源，太陽(yáng)能、潮汐能、風(fēng)能、地?zé)崮艿葘儆诳稍偕姆植际侥茉?。其中?yīng)用較多的有風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、冷熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電、燃料電池發(fā)電等分布式能源技術(shù)。

二、分布式能源接入對(duì)配電網(wǎng)的影響

在分布式能源接入配電網(wǎng)后，對(duì)電網(wǎng)有積極作用同時(shí)也存在弊端。其中優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）可以滿足電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的要求；（2）可以極大的提高電力系統(tǒng)的可靠性，這主要是因?yàn)樵陔娋W(wǎng)大面積破壞后，分布式能源可以幫助電網(wǎng)迅速恢復(fù)[1]。

缺點(diǎn)體現(xiàn)在：（1）使得電網(wǎng)的潮流發(fā)生改變，使得潮流的流向存在不確定性，容易出現(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)或者拒動(dòng)；（2）增加響應(yīng)的控制模塊從而使得配電網(wǎng)建設(shè)投資增加。

1、分布式電源對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響。分布式電源的位置與容量安裝的是否合理直接影響到配電網(wǎng)的網(wǎng)損，如果安裝的合理，分布式能源接入的容量小于各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷，將會(huì)減少整個(gè)配電網(wǎng)的網(wǎng)損，如果分布式能源的接入容量大于配電網(wǎng)消納容量，將會(huì)產(chǎn)生逆向潮流，會(huì)使得配電網(wǎng)網(wǎng)損升高。2、分布式電源對(duì)繼電保護(hù)的影響。分布式能源對(duì)繼電保護(hù)的影響主要體現(xiàn)在當(dāng)接入配電網(wǎng)的規(guī)劃不合理時(shí)，產(chǎn)生不合理的潮流，使得配電網(wǎng)繼電保護(hù)受到影響。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）繼電保護(hù)裝置失效。（2）繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)。（3）使得繼電保護(hù)投資增加，電網(wǎng)故障率升高。3、對(duì)配電網(wǎng)可靠性影響。分布式能源的接入，大大提高了配電網(wǎng)的可靠性。當(dāng)由于電網(wǎng)的原因出現(xiàn)大電網(wǎng)斷電的現(xiàn)象時(shí)，分布式能源可以穩(wěn)定的供電，可以有效的減少停電時(shí)間，使得配電網(wǎng)的可靠性得到提高。4、對(duì)可用輸電能力的影響。由于分布式能源的隨機(jī)變化特點(diǎn)，電網(wǎng)的電壓收到影響，電網(wǎng)潮流大小甚至流向都會(huì)發(fā)生改變，直接影響到配電網(wǎng)的輸電能力變化[4]。5、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)的影響。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)綜合了風(fēng)力發(fā)電的低成本和光發(fā)電的高成本，同時(shí)兼顧兩者的季節(jié)性特點(diǎn)，提高了分布式能源的供電可靠性，更加有利于配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

三、考慮分布式能源接入的配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃研究

3.1 配電網(wǎng)規(guī)劃的基本內(nèi)容和步驟

配電網(wǎng)規(guī)劃的基本步驟包括有以下幾部分：（1）原始資料的搜集。（2）對(duì)搜集到的資料進(jìn)行分析。（3）對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)。對(duì)本地區(qū)配電網(wǎng)未來(lái)的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)。（4）配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)劃。

3.2 考慮分布式能源接入的配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃

1、分布式電源的選址與定容規(guī)劃。分布式能源的選址和定容非常重要。分布式能源的布點(diǎn)優(yōu)化需要從分布式能源運(yùn)行費(fèi)用最小的角度進(jìn)行，同時(shí)要以分布式電源安裝容量最大為優(yōu)化目標(biāo)。

2、含有分布式電源的配電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃數(shù)學(xué)模型。配電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型通常由三種角度建立：投資、網(wǎng)損、環(huán)保效益。首先要保證配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，在這個(gè)前提下，當(dāng)分布式能源接入后，分析配電網(wǎng)的電壓、網(wǎng)損、可靠性，將所期望的最小年支出費(fèi)用作為目標(biāo)，從經(jīng)濟(jì)性、可靠性、環(huán)保等角度建立數(shù)學(xué)模型。建立的數(shù)學(xué)模型為

min f=COC-CPCEC+CDG-CRE

其中minf是所期望最小的年支出費(fèi)用，Coc為配電網(wǎng)線路投資和運(yùn)行換算到每年的費(fèi)用，CPCEC為購(gòu)電費(fèi)用和環(huán)境價(jià)值換算到每年的費(fèi)用，CDG為分布式能源投資建設(shè)和維修折算到每年的費(fèi)用，CRE為每年的可靠性費(fèi)用。

3、含有分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃的求解。通過(guò)采用改進(jìn)布谷鳥(niǎo)優(yōu)化算法進(jìn)行含有分布式能源的配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃，采用0-1變量來(lái)表示配電網(wǎng)線路的改造或者新建，采用整數(shù)編碼方式編碼來(lái)表示分布式電源的選址以及定容，通過(guò)這種方法最終將實(shí)際問(wèn)題的變量轉(zhuǎn)化為與算法相對(duì)應(yīng)的變量[5]。

四、結(jié)論

通過(guò)對(duì)含有分布式能源的特點(diǎn)以及對(duì)配電網(wǎng)可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行介紹后，對(duì)含有分布式能源的配電網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行了探討，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員有一定的參考價(jià)值。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]高軍彥，麻秀范.計(jì)及分布式發(fā)電的配電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃[D].河北：華北電力大學(xué)，2009.

[2]王凡，賀興時(shí)，王燕，楊松銘.基于CS算法的Markov模型及收斂性分析[J].計(jì)算機(jī)工程，2012， 38（11）：180-185.

[3]錢(qián)科軍，袁越，石曉丹，ZHOU Chengke，鞠平.分布式發(fā)電的環(huán)境效益分析[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2008， 28（29）：11-15.

[4]王勁峰，孟斌，李連發(fā).中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電站選址模型研究田.地球信息科學(xué)，2007.9（6）：43-47.

[5]張立梅，唐巍.計(jì)及分布式電源的配電網(wǎng)前推回代潮流計(jì)算團(tuán).電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2011，8， 25（8）：123-130.