考慮分布式能源接入的配電網協調規劃研究

葉秀蓓 葉東生 秦國毅 李艷玲

【摘要】 分布式電源的建設有利于調整電力的能源結構，深化電力體制的改革。但在分布式能源接入配電網后將會給配電網帶來影響。對含有分布式能源的配電網進行協調規劃可以充分利用分布式能源的優勢，避開分布式能源的劣勢，實現配電網的協調規劃。本文通過介紹分布式能源的配電網的影響，建立最優化的數學模型，來得到分布式能源與配電網的協調規劃。對相關人員有一定參加價值和借鑒意義。

【關鍵詞】 分布式能源 配電網 協調 規劃

一、分布式能源

分布式能源按照其特點可以分為不可再生能源和可再生能源。天然氣、燃料電池、微型燃氣輪機等都屬于不可再生的分布式能源，太陽能、潮汐能、風能、地熱能等屬于可再生的分布式能源。其中應用較多的有風力發電、太陽能發電、冷熱電聯產發電、燃料電池發電等分布式能源技術。

二、分布式能源接入對配電網的影響

在分布式能源接入配電網后，對電網有積極作用同時也存在弊端。其中優點體現在以下幾點：（1）可以滿足電網安全、穩定運行的要求；（2）可以極大的提高電力系統的可靠性，這主要是因為在電網大面積破壞后，分布式能源可以幫助電網迅速恢復[1]。

缺點體現在：（1）使得電網的潮流發生改變，使得潮流的流向存在不確定性，容易出現保護誤動或者拒動；（2）增加響應的控制模塊從而使得配電網建設投資增加。

1、分布式電源對配電網網損的影響。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的網損，如果安裝的合理，分布式能源接入的容量小于各個節點的負荷，將會減少整個配電網的網損，如果分布式能源的接入容量大于配電網消納容量，將會產生逆向潮流，會使得配電網網損升高。2、分布式電源對繼電保護的影響。分布式能源對繼電保護的影響主要體現在當接入配電網的規劃不合理時，產生不合理的潮流，使得配電網繼電保護受到影響。主要體現在以下幾個方面：（1）繼電保護裝置失效。（2）繼電保護裝置誤動。（3）使得繼電保護投資增加，電網故障率升高。3、對配電網可靠性影響。分布式能源的接入，大大提高了配電網的可靠性。當由于電網的原因出現大電網斷電的現象時，分布式能源可以穩定的供電，可以有效的減少停電時間，使得配電網的可靠性得到提高。4、對可用輸電能力的影響。由于分布式能源的隨機變化特點，電網的電壓收到影響，電網潮流大小甚至流向都會發生改變，直接影響到配電網的輸電能力變化[4]。5、風光互補發電系統對配電網的影響。風光互補發電系統綜合了風力發電的低成本和光發電的高成本，同時兼顧兩者的季節性特點，提高了分布式能源的供電可靠性，更加有利于配電網的安全可靠運行。

三、考慮分布式能源接入的配電網協調規劃研究

3.1 配電網規劃的基本內容和步驟

配電網規劃的基本步驟包括有以下幾部分：（1）原始資料的搜集。（2）對搜集到的資料進行分析。（3）對配電網進行負荷預測。對本地區配電網未來的負荷進行預測。（4）配電網網絡結構規劃。

3.2 考慮分布式能源接入的配電網協調規劃

1、分布式電源的選址與定容規劃。分布式能源的選址和定容非常重要。分布式能源的布點優化需要從分布式能源運行費用最小的角度進行，同時要以分布式電源安裝容量最大為優化目標。

2、含有分布式電源的配電網擴展規劃數學模型。配電網規劃數學模型通常由三種角度建立：投資、網損、環保效益。首先要保證配電網的安全穩定，在這個前提下，當分布式能源接入后，分析配電網的電壓、網損、可靠性，將所期望的最小年支出費用作為目標，從經濟性、可靠性、環保等角度建立數學模型。建立的數學模型為

min f=COC-CPCEC+CDG-CRE

其中minf是所期望最小的年支出費用，Coc為配電網線路投資和運行換算到每年的費用，CPCEC為購電費用和環境價值換算到每年的費用，CDG為分布式能源投資建設和維修折算到每年的費用，CRE為每年的可靠性費用。

3、含有分布式電源的配電網規劃的求解。通過采用改進布谷鳥優化算法進行含有分布式能源的配電網優化規劃，采用0-1變量來表示配電網線路的改造或者新建，采用整數編碼方式編碼來表示分布式電源的選址以及定容，通過這種方法最終將實際問題的變量轉化為與算法相對應的變量[5]。

四、結論

通過對含有分布式能源的特點以及對配電網可能產生的影響進行介紹后，對含有分布式能源的配電網規劃進行了探討，希望能夠對相關人員有一定的參考價值。

參 考 文 獻

[1]高軍彥，麻秀范.計及分布式發電的配電網擴展規劃[D].河北：華北電力大學，2009.

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

[3]錢科軍，袁越，石曉丹，ZHOU Chengke，鞠平.分布式發電的環境效益分析[J].中國電機工程學報，2008， 28（29）：11-15.

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

[5]張立梅，唐巍.計及分布式電源的配電網前推回代潮流計算團.電工技術學報，2011，8， 25（8）：123-130.