分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃與優(yōu)化運(yùn)行

陳辰 朱逸超

摘 要：分布式電源指的是，沒有與集中的電力系統(tǒng)進(jìn)行連接的低等級(jí)電源，這種電源在產(chǎn)生電力能源的過程中，主要利用風(fēng)能和太陽能。在進(jìn)行分布式電源使用的過程中，會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的建設(shè)，產(chǎn)生一定的影響。因此相關(guān)的人員必須采用雙層規(guī)劃的方法，對(duì)含有分布式電源的配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化配置，才能保證配電網(wǎng)在運(yùn)行過程中，更加的安全穩(wěn)定。在進(jìn)行電源使用的過程中，會(huì)受到環(huán)境因素的影響，因?yàn)檫@種電源的特性比較復(fù)雜。在進(jìn)行電源和網(wǎng)架規(guī)劃協(xié)調(diào)的過程中，可以提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。本文就分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃與優(yōu)化運(yùn)行進(jìn)行相關(guān)的分析和探討。

關(guān)鍵詞：分布式電源;配電網(wǎng)規(guī)劃;優(yōu)化運(yùn)行;分析探討

在接入分布式電源之后，配電網(wǎng)的控制方式和結(jié)構(gòu)，都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。隨著當(dāng)前新能源的開發(fā)和利用，在進(jìn)行分布式類型電源應(yīng)用的過程中，建設(shè)的配電網(wǎng)規(guī)模變得越來越大。這種電源的應(yīng)用，會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，產(chǎn)生更大的影響。因此在進(jìn)行電源使用的過程中，必須對(duì)電源的應(yīng)用形式，進(jìn)行準(zhǔn)確的把握，才能對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化配置，確保配電網(wǎng)的運(yùn)行，更加的高效經(jīng)濟(jì)。電力企業(yè)在進(jìn)行這種電源應(yīng)用的過程中，也要采用綜合管理方式，對(duì)電源的安裝進(jìn)行嚴(yán)格的控制，確保電源的安裝，更加的科學(xué)合理[1]。

1分布式電源

分布式電源指功率為數(shù)千瓦到50MW小型模塊式的獨(dú)立電源，這些電源一般是電力部門、電力用戶以及第三方，為了滿足高峰期城市居民、商業(yè)區(qū)居民用電需求，在用戶現(xiàn)場(chǎng)或者靠近用戶現(xiàn)場(chǎng)安裝比較小的發(fā)電機(jī)組，滿足用戶用電需求，同時(shí)支持現(xiàn)有配電網(wǎng)的運(yùn)行要求。這種較小的發(fā)電機(jī)組有燃料電池、小型光伏發(fā)電、小型燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和燃料電池混合裝置。與傳統(tǒng)的電源相比，分布式電源可以根據(jù)用戶實(shí)際需求進(jìn)行建設(shè)，降低電網(wǎng)建設(shè)的成本。分布式電源各個(gè)機(jī)組相互獨(dú)立，可以根據(jù)電力用戶的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，一旦發(fā)生電力故障，只針對(duì)故障發(fā)電機(jī)組，不會(huì)影響到其他發(fā)電機(jī)組，因此電網(wǎng)運(yùn)行安全性、可靠性高。其次，分布式電源可以彌補(bǔ)集中式發(fā)電的缺陷，為電力用戶提供不間斷供電。分布式電源的損耗比較低，它不需要建設(shè)配電站，避免配電網(wǎng)線路較長(zhǎng)，增加線損率。

2分布式電源對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃的影響

2.1配電網(wǎng)規(guī)劃更加復(fù)雜

分布式電源對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃的負(fù)荷預(yù)測(cè)、目標(biāo)等方面造成一定的影響。對(duì)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)負(fù)荷的影響：分布式電源可以滿足部分偏遠(yuǎn)地區(qū)或者商業(yè)區(qū)用戶需求，減少用戶從配電網(wǎng)主網(wǎng)中的獲電量，從而抵消電網(wǎng)負(fù)荷的增長(zhǎng)。配電網(wǎng)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是根據(jù)配電網(wǎng)的增長(zhǎng)量，如果分布式電源抵消了配電網(wǎng)負(fù)荷的增長(zhǎng)，則降低了配電網(wǎng)的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性和可靠性;分布式電源對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃目標(biāo)的影響主要體現(xiàn)在傳統(tǒng)的配電網(wǎng)主要考慮配電網(wǎng)建設(shè)投資和運(yùn)營費(fèi)用，分布式電源不僅要考慮到分布式電源的投資、運(yùn)行費(fèi)用、配電網(wǎng)的投資以及運(yùn)行費(fèi)用，如果配電網(wǎng)規(guī)劃中考慮到分布式電源，則要考慮到配電網(wǎng)對(duì)分布式電源的容納能力。由于分布式電源的分布不規(guī)律，負(fù)荷增長(zhǎng)具有很大的隨機(jī)性，增加了電網(wǎng)規(guī)劃的難度;分布式電源影響到配電網(wǎng)規(guī)劃的約束條件。配電網(wǎng)規(guī)劃不僅要滿足電力增長(zhǎng)負(fù)荷要求，而且還要考慮到分布式電源功率需求，配電網(wǎng)的電源電壓和分布式電源位置要相互協(xié)調(diào)，從而發(fā)揮分布式電源的優(yōu)勢(shì);分布式電源對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃策略影響。近年來，由于國家大力支持分布式能源的發(fā)展，導(dǎo)致大量的社會(huì)資金涌入到分布式電源行業(yè)，促進(jìn)了我國分布式電源行業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，導(dǎo)致分布式電源投資主體日益多元化，分布式電源計(jì)費(fèi)和配電網(wǎng)的計(jì)費(fèi)方式不同，在運(yùn)營方面兩者存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，不同的利益主體則規(guī)劃方案也不同。

2.2配電網(wǎng)運(yùn)行模式的變化

配電網(wǎng)主要有架空線路、電力電纜、變壓器、隔離開關(guān)、無功補(bǔ)償裝置等設(shè)備構(gòu)成，配電網(wǎng)運(yùn)行過程中受到電壓、線路潮流、線路損耗等方面的影響，會(huì)產(chǎn)生的一定的線損率。

分布式電源并入到配電網(wǎng)系統(tǒng)中，配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式發(fā)生了變化，分布式電源和配電網(wǎng)主電源存在一定的差異，在分布式電源規(guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要綜合考慮到負(fù)荷曲線;所以分布式電源配電網(wǎng)采用雙層規(guī)劃，按照成本最低的原則，建立配電網(wǎng)負(fù)荷電源和分布式電源的運(yùn)行時(shí)間、負(fù)荷曲線，從而計(jì)算機(jī)樁裝機(jī)容量，這是第一層規(guī)劃。然后將最低建設(shè)成本作為目標(biāo)函數(shù)，確定分布式電源的配置和配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這是第二層規(guī)劃。雙層規(guī)劃是一種二層遞階結(jié)構(gòu)，根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和約束條件進(jìn)行上、下層決策，上層先給出一個(gè)決策變量，下層各個(gè)子系統(tǒng)根據(jù)這個(gè)決策變量作為參量，然后根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和約束條件，在一個(gè)可能的范圍計(jì)算出最佳結(jié)果，然后將這個(gè)最佳結(jié)果反饋給最上層，在這個(gè)基礎(chǔ)上求得最佳值。

3分布式電源的配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行

3.1接入方式管理

以光伏發(fā)電為例，目前分布式光伏并網(wǎng)方式可分為全部上網(wǎng)、全部自用、自發(fā)自用余電上網(wǎng)3種。寧波市鎮(zhèn)海地區(qū)基本上都采用自發(fā)自用余電上網(wǎng)的方式。在分布式電源接入配電網(wǎng)的過程中，調(diào)控機(jī)構(gòu)應(yīng)參與審查分布式電源接入系統(tǒng)方案，對(duì)短路電流、無功平衡、一次接線方式、主要設(shè)備選型、涉網(wǎng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置配置、調(diào)度自動(dòng)化與安全防護(hù)等內(nèi)容進(jìn)行檢查，并與用戶簽訂并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議，經(jīng)調(diào)試滿足并網(wǎng)運(yùn)行條件后方可并網(wǎng)運(yùn)行。分布式電源接入配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的配置原則為：10～35kV接入的分布式電源，應(yīng)能夠?qū)崟r(shí)采集并網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)、并網(wǎng)點(diǎn)電壓、電流、有功功率、無功功率和發(fā)電量等并網(wǎng)運(yùn)行信息，并能上傳至相關(guān)電網(wǎng)調(diào)度部門;其電能量計(jì)量、并網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)等信息應(yīng)能夠按要求采集、上傳至相關(guān)營銷部門。目前，某地區(qū)10kV分布式電源并網(wǎng)后，所采用的主要通信方式為無線方式，經(jīng)調(diào)度安全接入?yún)^(qū)接入各級(jí)調(diào)度自動(dòng)化。在并網(wǎng)裝置上，兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性，融合保護(hù)、測(cè)控、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、規(guī)約轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)動(dòng)功能、信息加密等功能，信息上送支持不同種類的有線方式和不同運(yùn)營商提供的無線方式。

3.2故障處理管理

配電自動(dòng)化系統(tǒng)傳統(tǒng)故障處理策略對(duì)分布式電源的接入有很大的適應(yīng)范圍，并且電纜饋線比架空饋線的適應(yīng)范圍大，逆變器并網(wǎng)型分布式電源比電機(jī)并網(wǎng)型分布式電源的適應(yīng)性強(qiáng)。因此，對(duì)于以光伏接入為主，且分布式電源容量不是很大的配電網(wǎng)，不需要更改配電自動(dòng)化的故障判斷邏輯;對(duì)于風(fēng)電、水電等電機(jī)并網(wǎng)型為主的配電網(wǎng)，可考慮整定變電站側(cè)10kV饋線開關(guān)的重合閘時(shí)間（>2s）來保證傳統(tǒng)故障處理邏輯不受分布式電源的影響。

3.3電能質(zhì)量管理

分布式電源用戶在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮安裝消諧裝置，盡量減少諧波電流。在接入電網(wǎng)前，應(yīng)對(duì)公共連接點(diǎn)的諧波電流、電壓偏差、三相電壓不平衡度進(jìn)行檢測(cè)滿足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后方可投入運(yùn)行。

4結(jié)語

分布式電源接入配電網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量、網(wǎng)損故障處理等多方面均有影響，需要針對(duì)各個(gè)方面制定全面的管理措施。10kV分布式電源的接入可通過無線方式，應(yīng)在滿足電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)方案的前提下，制定無線接入流程，保證廠站與配電自動(dòng)化系統(tǒng)之間的通信。分布式電源的接入在不同的條件下對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率會(huì)產(chǎn)生不同的影響，通過分析，我們可以制定出通過控制分布式電源發(fā)電計(jì)劃來提高負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率的方案。對(duì)于分布式電源容量較大的配電網(wǎng)，在不改變配電自動(dòng)化傳統(tǒng)故障判別邏輯的基礎(chǔ)上，可通過重新整定重合閘時(shí)間的方式來確保故障處理的準(zhǔn)確性。在分布式電源接入電網(wǎng)時(shí)制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)來減少其對(duì)系統(tǒng)電壓、諧波的影響。

參考文獻(xiàn)

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