基于低碳效益的分布式發電優化配置研究

謝 胡

（長沙職業技術學院，410217）

基于低碳效益的分布式發電優化配置研究

謝 胡

（長沙職業技術學院，410217）

首先對電力系統各個環節進行低碳分析，針對配電網分布式發電優化配置問題，提出了低碳費用、電壓安全、有功網損這三個評估配電網效益的重要指標，在此基礎上建立分布式發電多目標優化配置模型。

分布式發電；低碳效益；優化配置

0 引言

分布式發電（Distributed Generation，簡稱DG）是指在用戶附近的小型發電單元，其高效、可靠，模塊化、分散式分布。DG的安裝位置和容量的變化，是影響系統短路電流的大小、配電網的電壓分布、系統網損、繼電保護等的重要原因。分布式發電分布式電輸配電損耗低，其應用是順應綠色環保、節能減損和可持續性發展的重要趨勢。因此，研究基于低碳效益的分布式發電的研究現狀及影響因素，研究其優化指標進而對其進行優化配置，對順應時代需求，低碳環保進行發電具有重要意義。

1 分布式發電優化研究現狀分析

分布式發電效益的影響因素眾多，國內外學者也已取得了較為豐富的成果。李鵬等人建立了分布式電源的功率模型，并提出了遺傳與圖解結合的計算方法。唐勇俊等人從節能角度分析了分布式電源的優化配置問題。王志群等人探討了分布式發電的可行接入位置以及容量限制值。Gandomkar M等人利用Tabu搜索算法對分布式發電的優化配置問題進行了研究。還有一些其他學者對分布式發電的優化問題進行了研究，但是國內外學者從低碳效益角度分析分布式發電優化配置的研究寥寥無幾。目前，分布式發電優化配置對低碳效益的重視度不足，而DG是CO2的排放主體，如何有效控制分布式發電中的碳排放越來越重要。

2 電力系統各環節低碳措施分析

電力系統中的低碳措施不只是可以在能源側、發電側進行，而且在輸配電側、用戶側等各個環節都可以進行。

（1）能源側低碳技術措施

①增加低碳燃料研發和使用；

②降低化石燃料的損耗，提升化石燃料的性能；

③優化能源與負荷的相對發布；

④增大能源傳輸效率。

（2）發電側低碳技術措施

①降低煤電比例，加大替代低碳能源使用率；

②鼓勵碳捕集科技的研發和利用；

③禁用小火電機組，建設大機組；

④利用IGCC和NGCC等高效發電技術。

（3）輸配電側低碳技術措施

①使用超導輸電等高效電能傳輸技術；

②增加電網建設，減小線損率；

③靈活進行低碳能源的并網；

實行節能調度、優化電網。

（4）用戶側低碳技術措施

①使用電能消耗終端的低碳化技術；

②以低碳為日標的需求側管理技術；

③提高用戶電能消費的低碳意識；

④分布式儲能技術的研究和應用。

目前，我國發電側主要利用煤炭進行，它是電力源頭，也是碳排放的重要部分。所以，降低發電側碳排放量尤為重要，而其最佳途徑就是采用風電、光伏等近零碳排放發電的并網。

3 分布式發電優化配置

3.1 分布式發電優化配置指標

DG相較于傳統火力發電，CO2排放量小，可以有效提升低碳效益。低碳費用成本由低碳投入成本和低碳損失成本的和組成。

電壓安全指標的建立能夠評估DG的位置和注入功率對配電網全局電壓的影響，而用戶要求節點電壓在保證合格的基礎上盡量減少與標準值的偏差，所以定義電壓安全指標為各節點的電壓偏移總和。

網絡損耗不僅與負荷大小有關，同時還與分布式電源的安裝位置以及分配到各節點的功率值有關。因此，采用配電網支路的有功網損的總和作為有功網損的指標。

3.2 分布式發電配置優化模型

以低碳費用、電壓安全、有功網損三項指標作為分布式發電優化配置的三個指標，其目標函數：

等式約束為：

不等式約束為

將低碳效益納入優化模型中，能夠更加全面地評估分布式發電的優勢，改變了傳統分布式發電優化配置中只考慮經濟效益的單一模式，有效減少二氧化碳的排放，提高系統電壓的運行水平，降低系統有功網損。

4 結論

（1）分析了電力系統每個環節可以采取的低碳技術措施。

（2）首次提出了基于低碳效益的配電網效益指標。

（3）提出了分布式發電優化配置模型，提高了分布式發電的節能減排優勢。

[1] 李鵬，廉超，李波濤).分布式電源并網優化配置的圖解方法[J].中國電機工程學報.2009,29(4):91-96.

[2] 唐勇俊，劉東，阮前途，等.計及節能調度的分布式電源優化配置及其并行計算[J].電力系統自動化.2008，32(7):92-97.

[3] 王志群，朱守真，周雙喜，等.分布式發電接入位置和注入容量限制的研究[J].電力系統及其自動化學報.2005，17(1):53一58.

[4] Gandomkar M,Vakilian M,Ehsan M.A genetic based Tabu search algorithm for optimal DU allocation in distribution networks[J]Electric Power Components and Systems，200，33(12):1351-1362.

謝胡，女，出生年月：1970年5月出生，民族：漢族，籍貫：湖南省長沙市人，學歷：研究生學歷，工程師職稱。主要研究方向：機電一體化。

Research on the optimal allocation of distributed generation based on the low carbon benefit

Xie Hu
（Career Technical College,410217）

Firstly,on all aspects of power system were low carbon analysis,aiming at the problem of optimal allocation of distributed generation in distribution network,puts forward the important indicators of low carbon cost,safe voltage and active power loss the evaluation of distribution network efficiency,based on a distributed optimal allocation model of multi-objective power generation.

distributed generation;low-carbon benefit;optimal allocation