分布式可再生能源接入配電網(wǎng)的運(yùn)檢風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

仝旭波

摘要：新時(shí)期我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展中能耗問(wèn)題的存在，對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行中的生產(chǎn)效益產(chǎn)生了一定的影響。在此背景下，為了保持配電網(wǎng)良好的運(yùn)行狀況，增強(qiáng)其運(yùn)行中的節(jié)能環(huán)保效果，則需要重視分布式可再生能源使用，擴(kuò)大這類(lèi)能源在配電網(wǎng)中的應(yīng)用范圍，并了解其對(duì)配電網(wǎng)的影響。基于此，本文對(duì)分布式電源的配電網(wǎng)運(yùn)檢進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

關(guān)鍵詞：分布式可再生能源;配電網(wǎng);運(yùn)檢

引言

隨著能源危機(jī)的出現(xiàn)及可再生能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，分布式可再生能源作為一種新型的能源利用方式，在配電網(wǎng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。風(fēng)電、光伏等分布式可再生能源接入配電網(wǎng)后，由于其出力的間歇性、隨機(jī)性及不確定性，對(duì)配電網(wǎng)的電壓、網(wǎng)損、供電可靠性等將產(chǎn)生影響。介紹了分布式電源的特點(diǎn)，并分析其對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行的影響;分別對(duì)含分布式電源的配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

1分布式可再生能源發(fā)電特征和技術(shù)類(lèi)型

1.1分布式發(fā)電的特征

分布式發(fā)電主要指用戶(hù)側(cè)或配電網(wǎng)側(cè)的小型風(fēng)電、光伏、水電、天然氣發(fā)電等發(fā)電系統(tǒng)。由于不同國(guó)家（或地區(qū)）分布式電源的發(fā)展背景、發(fā)展階段、電力總需求、電網(wǎng)規(guī)模和電壓等級(jí)等均存在差異，因此在對(duì)分布式電源的定義方面也不盡相同。我國(guó)發(fā)布的相關(guān)政策文件和并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)等，對(duì)分布式發(fā)電技術(shù)類(lèi)型、運(yùn)行特征以及容量等給出了定義。這些定義均提出了明確的特征性指標(biāo)：①不限電源技術(shù)類(lèi)型;②配電網(wǎng)或用戶(hù)側(cè)接入，主要目的是就近消納，提升能源利用效率;③接入的電壓等級(jí)和容量限制。分布式電源具有對(duì)資源情況需求較低、輸電距離短、就近并網(wǎng)就地消納等特點(diǎn)。

1.2分布式可再生能源概述

①分布式可再生能源具有利用效果好、損耗小、污染少、運(yùn)行靈活，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)，發(fā)展過(guò)程中面臨著并網(wǎng)、供電質(zhì)量、容量?jī)?chǔ)備、燃料供應(yīng)等問(wèn)題;②分布式可再生能源采用先進(jìn)的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)，盡力減少污染物的排放，并使排放分散化，滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)要求。同時(shí)，分布式可再生能源利用其排放量小、排放密度低的優(yōu)勢(shì)，可以將主要排放物實(shí)現(xiàn)資源再利用，確保配電網(wǎng)運(yùn)行中的資源利用有效性;③分布式可再生能源利用過(guò)程中，通過(guò)對(duì)間歇式能源利用情況的分析與考慮，可實(shí)現(xiàn)對(duì)光資源的科學(xué)利用，像青藏高原地區(qū)光資源非常豐富，那里的平均海拔高度在4000m以上，大氣層薄而清潔，透明度好，緯度低，日照時(shí)間長(zhǎng)，且被人們稱(chēng)為“日光城”的拉薩市，有著充足的光資源，具有較大的開(kāi)發(fā)潛力。同時(shí)，太陽(yáng)能的分布情況與一般的太陽(yáng)能隨緯度而變化的規(guī)律相反：并非是隨著緯度的增加而減少，而是隨著緯度的增加而增長(zhǎng)，需要在間歇式能源利用中給予這類(lèi)情況必要的考慮。

2分布式可再生能源接入對(duì)配電網(wǎng)的影響

2.1網(wǎng)絡(luò)損耗及線路潮流方面的影響

（1）基于分布式電源的配電網(wǎng)系統(tǒng)，若這類(lèi)電源應(yīng)用中只能部分滿(mǎn)足與之相關(guān)的相鄰節(jié)點(diǎn)有功負(fù)荷需求，則能降低配電網(wǎng)運(yùn)行中的線路損耗。（2）基于分布式電源的配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行，若這類(lèi)電源運(yùn)行中在滿(mǎn)足部分相鄰節(jié)點(diǎn)有功負(fù)荷的同時(shí)若系統(tǒng)的總有功負(fù)荷相比DG出力下的有功負(fù)荷更大，則會(huì)使配電網(wǎng)運(yùn)行中的局部損耗加劇，但其整體的有功損耗相比以往是減少的，有利于降低配電網(wǎng)運(yùn)行中的能源消耗率，滿(mǎn)足其節(jié)能要求。若在分布式可再生能源運(yùn)用中構(gòu)建光伏發(fā)電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮這些內(nèi)容：根據(jù)歐盟聯(lián)合研究中心的預(yù)測(cè)，到2030年可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中占到30%以上，光伏發(fā)電在世界總電力的供應(yīng)中達(dá)到10%以上;2040年可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中占50%以上，光伏發(fā)電將占總電力的20%以上，到21世紀(jì)末可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中占到80%以上，光伏發(fā)電容量占到60%以上。（3）當(dāng)分布式電源的輸出總量大于配電網(wǎng)運(yùn)行中的整體負(fù)荷量時(shí)，則會(huì)加劇其應(yīng)用過(guò)程中的能耗，從而加大配電網(wǎng)的運(yùn)行成本。

2.2接入位置對(duì)電壓分布的影響

（一）單個(gè)接入點(diǎn)。（1）分布式可再生能源并網(wǎng)點(diǎn)在線路前端，線路電壓沿線下降，但總體呈現(xiàn)兩種趨勢(shì)：①接入點(diǎn)靠近線路首端，自饋線首端起，節(jié)點(diǎn)電壓分布呈現(xiàn)依次平滑降低的規(guī)律，但各節(jié)點(diǎn)電壓與未接入前相比均有一定程度的升高;②接入點(diǎn)為非線路首端，饋線首端至并網(wǎng)點(diǎn)與并網(wǎng)點(diǎn)至線路末端呈現(xiàn)兩種不同的降低趨勢(shì)，饋線首端至并網(wǎng)點(diǎn)間線路電壓降低較平滑，并網(wǎng)點(diǎn)至饋線末端線路電壓降低較快。（2）分布式可再生能源并網(wǎng)點(diǎn)在線路后端，自饋線首端至并網(wǎng)點(diǎn)線路電壓呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)，而并網(wǎng)點(diǎn)之后的電壓依次降低，因此分布式可再生能源并網(wǎng)點(diǎn)成為局部電壓最高點(diǎn)。（二）多個(gè)接入點(diǎn)（以?xún)蓚€(gè)為例）。當(dāng)一回10kV線路不只一個(gè)分布式可再生能源并網(wǎng)點(diǎn)時(shí)（以?xún)蓚€(gè)為例），同一滲透率不同接入位置情況下，線路電壓分布存在以下幾種情況。（1）自饋線首端起，線路節(jié)點(diǎn)電壓分布沿線降低，但存在兩個(gè)“拐點(diǎn)”，電壓下降趨勢(shì)呈三段式，饋線首端為線路電壓最高點(diǎn)。（2）自饋線首端至第一個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)電壓呈下降趨勢(shì)，兩個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)之間線路節(jié)點(diǎn)電壓呈先下降后上升的趨勢(shì)，第二個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)后電壓依次降低，饋線首端仍為線路電壓最高點(diǎn)。（3）自饋線首端至第一個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)、兩個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)之間線路節(jié)點(diǎn)電壓均呈先下降后上升的趨勢(shì)，第二個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)后電壓依次降低，第一個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)為線路電壓最高點(diǎn)，第二個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)為局部電壓最高點(diǎn)。（4）自饋線首端至第一個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，線路節(jié)點(diǎn)電壓均呈先下降后上升的趨勢(shì)，兩個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)間線路節(jié)點(diǎn)電壓呈上升趨勢(shì)，第二個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)后電壓依次降低，第二個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)為線路電壓最高點(diǎn)。

3含分布式可再生能源配電網(wǎng)運(yùn)檢風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)評(píng)估

3.1模糊綜合評(píng)判

考慮到各種評(píng)估因素對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的模糊性，采用模糊綜合評(píng)判方法動(dòng)態(tài)評(píng)估實(shí)時(shí)的配電網(wǎng)綜合運(yùn)檢風(fēng)險(xiǎn)水平。本文將細(xì)分風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)水平作為輸入，得到評(píng)價(jià)矩陣，然后依據(jù)大量數(shù)據(jù)和資料，將各風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重程度確定為每種風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)權(quán)重。充分利用實(shí)時(shí)傳輸?shù)南到y(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，修正權(quán)重，反映出最新變化，建立基于客觀熵權(quán)的變權(quán)模糊綜合評(píng)判模型。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系中，底層細(xì)分風(fēng)險(xiǎn)與中間層分類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)以及頂層的整體風(fēng)險(xiǎn)間通過(guò)模糊綜合評(píng)判的權(quán)重層次結(jié)構(gòu)聯(lián)系，由底層決定中間層進(jìn)而計(jì)算得到頂層風(fēng)險(xiǎn)數(shù)值。（2）基于客觀熵權(quán)法的算法權(quán)重計(jì)算根據(jù)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)變化風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，為了保證權(quán)重的客觀性，本文引入信息熵權(quán)的概念構(gòu)建客觀熵權(quán)賦權(quán)值計(jì)算方法，對(duì)于n個(gè)待評(píng)價(jià)指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)有m個(gè)樣本（指標(biāo)變量的一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)），每個(gè)樣本的數(shù)值為xkl（k=1，…，n;l=1，…，m）。定義第k個(gè)指標(biāo)的熵

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在分布式可再生能源的作用下，有利于提高配電網(wǎng)運(yùn)行中的能源利用效率，使得其能夠處于穩(wěn)定、高效的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而為我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展注入活力。 因此，未來(lái)在開(kāi)展配電網(wǎng)方面的研究工作時(shí)，需要結(jié)合節(jié)能環(huán)保方面的要求，給予分布式可再生能源在配電網(wǎng)中的應(yīng)用更多的關(guān)注， 并將這類(lèi)能源對(duì)配電網(wǎng)的影響研究工作落到實(shí)處，從而保持配電網(wǎng)良好的運(yùn)行工況。本文的權(quán)重確定方法為專(zhuān)家打分、 層次分析法等主觀方法和依據(jù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息的客觀熵權(quán)法相結(jié)合的方法，是對(duì)專(zhuān)家打分法在應(yīng)用中的改進(jìn)。

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