分布式電源接入配電網(wǎng)研究綜述

鄧盼盼

摘 要 本文以分布式電源接入配電網(wǎng)為例，研究分析了分布式電源接入配電網(wǎng)目前的研究重點(diǎn)、數(shù)學(xué)模型、及研究方法，并針對(duì)目前的研究進(jìn)展提出了下一步的建議。

關(guān)鍵詞 分布式電源 配電網(wǎng) 智能算法

0引言

截止2018年底，我國(guó)新能源發(fā)電累積裝機(jī)容量的比重達(dá)3.6億千瓦，占全國(guó)總裝機(jī)容量的19%。而新能源發(fā)電中主要采用的太陽(yáng)能、風(fēng)能，其固有的間歇性、隨機(jī)性、分布范圍廣等特點(diǎn)，決定了除采用與傳統(tǒng)發(fā)電形式一致的大規(guī)模集中發(fā)電以外，還必須要大量地使用分布式電源（DG，distributed generation）的形式，才能很好的解決新能源發(fā)電的能量利用與消納等問(wèn)題。因此，DG接入配電網(wǎng)是目前新能源研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。

1研究問(wèn)題

針對(duì)DG接入配電網(wǎng)，前期試點(diǎn)工程中，并未對(duì)接入工作和配電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)維帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)，但是隨之光伏、風(fēng)電的度電成本進(jìn)一步降低，大量的DG接入配電網(wǎng)已是大勢(shì)所趨。因此在大量DG接入配電網(wǎng)的趨勢(shì)下，配電網(wǎng)的“接納能力”和“消納能力”成為了重點(diǎn)研究問(wèn)題。

現(xiàn)階段對(duì)于DG接納能力評(píng)估方法與提升技術(shù)研究成果已較為豐富，此基礎(chǔ)上從不同角度對(duì)有成果進(jìn)行系統(tǒng)性的總結(jié)與分析，為配電網(wǎng)DG的充分納利用提供借鑒意義。就目前配電網(wǎng)現(xiàn)狀而言，已基本形成全國(guó)各區(qū)域全覆蓋，且普遍采用輻射狀供電形式。而配電網(wǎng)規(guī)劃新建存在著資金投資量大、通道選址困難、負(fù)荷不確定性等因素。短期內(nèi)根據(jù)DG接入的需求，大量規(guī)劃、新建配電網(wǎng)線路較為困難。因此，目前亟需解決的是基于配電網(wǎng)現(xiàn)狀，對(duì)DG的消納提出建設(shè)性的建議，既能解決DG接入的問(wèn)題，還能提高配電網(wǎng)供電質(zhì)量和供電可靠性。

2研究數(shù)學(xué)模型

為了能定量分析DG接入配電網(wǎng)的問(wèn)題，要建立包含DG的配電網(wǎng)數(shù)學(xué)模型，較為常見(jiàn)的模型中將多目標(biāo)問(wèn)題優(yōu)化，采用隨機(jī)加權(quán)法進(jìn)行單目標(biāo)化處理，其函數(shù)表達(dá)式為

其中，為DG接入配電網(wǎng)容量之和，為DG接入配電網(wǎng)損耗之和，和為隨機(jī)數(shù)，且，，。

除了構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)以外，還應(yīng)該滿足一些必要的約束條件，其函數(shù)表達(dá)式為：

3研究方法

文獻(xiàn)[1]使用了遺傳算法模擬自然進(jìn)化過(guò)程搜索最優(yōu)解的方法，通用性強(qiáng)，對(duì)可行性解表示廣泛。但收斂速度較慢，容易陷入局部最優(yōu)。禁忌搜索算法通過(guò)記憶功能記錄已完成的尋優(yōu)過(guò)程并指導(dǎo)下一步的尋優(yōu)方向，通過(guò)逐次迭代逼近最優(yōu)解，該法采用單點(diǎn)搜索具有較好計(jì)算速度和局部尋優(yōu)效率，但是當(dāng)對(duì)計(jì)算結(jié)果的精度有所要求時(shí)，該算法的全局搜索能力并不高。差分進(jìn)化算法是一種新型的基于群體智能的全局優(yōu)化算法，保留了基于種群的全局搜索策略，降低了遺傳操作的復(fù)雜性。

4研究建議

根據(jù)現(xiàn)有DG接入配電網(wǎng)的研究基礎(chǔ)，從優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)、改進(jìn)算法策略的角度給出一些建議和意見(jiàn)：

（1）在實(shí)際DG的優(yōu)化配置過(guò)程中，需要從多角度的方式建立優(yōu)化配置數(shù)學(xué)模型，未來(lái)研究可以重點(diǎn)以DG構(gòu)建虛擬發(fā)電廠VPP（Virtual Power Plant）的系統(tǒng)運(yùn)行方式，為系統(tǒng)提供高可靠性、高質(zhì)量、高度安全和隨時(shí)可用的電能服務(wù)，使得對(duì)配電網(wǎng)中大量DG的管理更加高效，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（2）針對(duì)目前算法主流采用隨機(jī)搜索的智能算法，但普遍存在容易陷入局部最優(yōu)且收斂速度較慢的情況，在采用智能算法時(shí)，對(duì)算法的步長(zhǎng)、迭代次數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化，并采用多種算法進(jìn)行對(duì)比分析，找出最適宜的算法，確保結(jié)果的準(zhǔn)確性和最優(yōu)。

基金項(xiàng)目：樂(lè)山職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)課題資助項(xiàng)目“分布式電源接入配電網(wǎng)研究綜述”（KY2019008）。

參考文獻(xiàn)

[1] 麻秀范，崔換君.改進(jìn)遺傳算法在含分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2011，26（03）.

[2] 田穎.基于禁忌差分粒子群算法的分布式電源的選址和定容[D].北京：華北電力大學(xué)，2012.

[3] 黃映，李楊，高賜威.基于非支配排序差分進(jìn)化算法的多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃[J].電網(wǎng)技術(shù)，2011，35（03）.