分布式電源對配電網供電可靠性的影響及接入優化研究

楊海森（中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司，510663）

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分布式電源對配電網供電可靠性的影響及接入優化研究

楊海森
（中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司，510663）

分布式電源接入對配電網供電可靠性的影響是目前供電企業研究的主要問題，分布式電源技術在我國起步較晚，仍舊屬于新型技術。在發揮著重要作用的同時，也存在一些問題。本文對分布式發電技術進行了分析，并研究了對配電網供電可靠性的影響，同時對接入優化展開了相關的研究。

分布式電源；配電網；供電可靠性；接入優化

0　引言

目前，分布式發電技術在我國有著廣泛的運用，可以利用大量的再生資源進行放電。隨著我國經濟的不斷發展，電力在人們的日常生活中發揮了重要的作用。從我國的情況來看，發電大多是依靠煤炭、天然氣、石頭等化工燃料，這些原材料都屬于不可再生資源，長期使用必然會導致資源枯竭。另一方面，這些材料在燃燒后產生的廢物會對環境造成極大的危害，而我國近年來一直提倡和環境協調發展。隨著時代的發展，人們對電力的需求不斷增長，發電量也不斷增加，生態環境面臨著嚴重的威脅。基于此，分布式發電技術體現了其優點，環保且節能。但同時，這種分布式發電技術也有著不穩定的特點。因此，需要展開針對性的研究，優化分布式電源的配電網接入，提高配電網的供電穩定性。

1　分布式電源接入對配電網供電可靠性的影響

目前，我國的分布式電源采用的發電方式大多是利用風能和太陽能。而分布式電源的接入使得配電網在供電中出現了不穩定的情況，主要原因是在分布式發電系統中，隨機性較強，導致配電網系統在潮流、電能質量、繼電保護方面出現問題。

1.1對供電可靠性的影響。對于電力企業來說，供電的可靠性是企業發展的根本，直接關系到企業在消費者心目中的形象。配電網是整個電力系統的核心，主要的作用是為用戶配送電力，但是由于配電網是一個網狀的結構，分支較多，這也導致配電網故障頻發。這也是目前供電企業重視配電網供電可靠性的原因之一。

當分布式電源接入到配電網中后，會對整個電力系統造成一定的影響，可靠性會相應的發生變化。在傳統的配電系統中，當配電網中的某個支路出現的故障，整個配電網都會被迫停止，對供電企業的發展造成了嚴重的影響。但是在目前，通過分布式發電技術的應用，即使配電網中的某個支路出現的故障，也不會影響到整個配電網的正常運行，這種運行方式被稱作孤島運行。當分布式電源接入到配電網中后，為配電網的局部電壓提供了保障，這是因為在支路出現故障問題后，會增加配電網的負荷，此時分布式電源會形成孤島運行的模式，保證配電網的正常運行。但是這種情況也存在一定的弊端，會導致發電電壓、頻率出現不穩定的現象，對一些高精度儀器可能造成損壞或故障，從而影響到配電網的可靠性。

1.2配電網系統潮流特性。目前，當分布式電源接入到配電網中后，會形成一個環網的結構。此時，配電系統中存在兩個電源共同供電，而且，在發生故障時，整個配電網絡已經不是無源網絡，分布式電源此時可以作為系統的電源，從而消除一部分負荷。這樣也會改變配電熊的潮流特性與損耗程度。但是這種改變既可能降低網絡的損耗幅度，也可能增加網絡的損耗幅度，具體的情況要根據分布式電源的插入位置以及負荷大小進行分析。

在配電網出現故障之后，分布式電源會轉換到孤島模式運行，它接入點處所承受的負荷不小于此處的負荷時，會一定程度上降低網絡的損耗，此時也不會改變線路的潮流流向；但是當承受的負荷比故障處的負荷小時，反而會增加配電網的網絡損耗，同時還會導致潮流初夏你行的情況。綜合考慮之下，可以得出，分布式電源對配電網供電可靠性有著不穩定的影響。

1.3對電能質量的影響。當分布式電源接入到配電網中后，會對配電網中電能的性質產生一定的影響。這主要是因為在分布式電源接入后，會在配電網中產生諧波，導致電壓產生波動，原本的輻射狀會轉變為網狀。在輻射狀的配電網中，電壓會隨著配電網潮流的下降會逐漸的增強。但是當分布式電源接入到配電網中后，配電系統會轉變為網狀，當系統中出現故障后，分布式電源能夠消除一部分的負荷，減少線路的負荷量，傳輸功率也會相應的降低，配電網中各個節點的電壓就會發生變化。當分布式電源接入處的負荷較大時，它就可以降低配電網故障中穿的負荷，減少線路的負擔，從而達到降低電壓波動的目的；如果接入處的負荷不大，那么分布式電源就難以承擔配電網中的負荷，無法有效降低線路的負荷，從而導致配電網中電壓不穩定或上升的情況。

此外，分布式電源在接入配電網后，還會產生諧波。從分布式電源的特性來看，其原本就是一個諧波源。當它接入到配電網中后，會和原本供電電源中存在的諧波相互影響。在這種情況下，配電網會受到較大的影響，直接影響到供電可靠性。

1.4對繼電保護裝置的影響。當分布式電源接入到配電網之后，還充當了繼電保護的作用，可以充當電源的作用。但是，當配電網中出現故障時，由于分布式電源的存在，會引發雙向故障電流，對配電網中機電保護裝置的靈敏性造成影響，嚴重影響了配電網供電的穩定性，不利于電力企業的發展。

2　分布式電源接入配電網優化

遺傳算法是在生物界規律以及自然遺傳機制上總結出的一套隨機搜索算法，在規劃、可靠性評估等多方面有著廣發的運用。本文采用的是改進遺傳算法對分布式電源的優化配置進行計算。在應用標準遺傳哪算法的基礎上，進行了保留策略，將上一代種群中的優秀個體直接復制到本帶中，和選擇操作配合使用，同時運用了改進自適應交叉、變異算子。

通過遺傳算法，可以對分布式電源接入配電網進行優化，具體的步驟如下圖1所示：

首先，輸入相關的原始數據，對分布式電源的位置以及容量進行編碼。在本文中，假設已經經過分布式電源安裝位置的優選原則，將分布式電源的決策變量用X=｛X1，X2，……Xi｝表示。假設Pdgi=XiPr，其中，Xi指的是決策變量。如果Xi的值為0，說明在節點i上沒有安裝分布式電源；如果Xi的值顯示為1，則證明在節點i上準備安裝分布式電源，電源的容量Pr為1·Pr。

其次，初始化種群，根據初始種群的數據進行隨機潮流計算。去除不滿足約束條件的張群，最終選出滿足條件的數個種群。

第三，對個體的適應度進行計算。保留初代種群，將多個較為優秀的個體不經過較差、變異算子直接復制到下一代。

第四，采用輪盤賭選擇的算子進行選擇操作，在選擇后再進行自適應較差、多變異位自適應變異操作，同時對隨機潮流進行計算，仍舊去除不符合約束條件的種群，獲得全新的種群，并在此對個體的適應度進行計算。

第五，重復以上兩個步驟，直到達到最大迭代次數。

3　結語

分布式電源的接入對于配電網來說具有兩面性的特點。一方面，它所需的成本較低，主要通過太陽能和風能進行發電，能夠大大降低傳統發電技術對環境的危害；但另一方面，在分布式電源的作用下，配電網呈現出較強的波動性與隨機性，在潮流、電能質量、繼電保護方面都出現了一定的問題。因此，必須要加強分布式電源對配電網供電可靠性的研究，針對性的完善目前存在的問題。此外，本文還對分布式電源接入優化進行了研究，通過遺傳算法，保證了配電網中分布式電源的良好優化，增強了分布式電源的使用效果。

［1］ 雷振，韋鋼，蔡陽，言大偉.分布式電源大量接入對配電網可靠性評估的影響［J］.能源技術經濟，2011，06：25-30.

［2］ 侯汝鋒，陳志釗，吳軻.分布式電源接入電網的孤島劃分策略及其對配電網供電可靠性的影響評估［J］.廣東電力，2012，01：64-69.

［3］ 侯奎迎.談分布式電源入網對配電網供電可靠性的影響［J］.電子測試，2016，07：89-90.

Influence of distributed generation on power supply reliability of distribution network and its access optimization

Yang Haisen
（China Energy Construction Group Guangdong Electric Power Design & Research Institute Co.， Ltd. 510663）

The influence of distributed generation on power supply reliability of distribution network is the main problem in the research of power supply enterprises.The distributed power supply technology in our country started late，still belongs to the new technology.While playing an important role，there are also some problems.In this paper，the distributed generation technology is analyzed，and the influence of the power supply reliability of the distribution network is studied.

distributed generation；distribution network；power supply reliability；access optimization

圖1　分布式電源優化模型算法