分布式電源并網動態無功優化調度探究

盧金釵

摘要：隨著我國智能電網不斷發展，在電力系統中分布式電源應用范圍逐漸擴大，因此在一定程度上對電力系統運行造成一定影響，將分布式電源的輔助性作用和無功優化調度策略有效發揮成為電力企業優化電網運行的主要問題。本文在簡述分布式電源的基礎上對分布式電源并網動態無功優化進行探究，為促進電力系統中分布式電源發展貢獻一份力量。

關鍵詞：分布式電源;并網;動態無功優化;調度

隨著電力行業不斷發展，越來越多的分布式電源應用于電力系統中，對原本電網造成較大影響。將傳統電網與分布置電源相結合進行無功優化調動方式稱為電網優化運行所面臨的重要問題。

1、分布式電源基本內容

分布式電源通常是指所發電力就地消納，以10～35kV電壓等級接入電網，并且要求單個并網，總裝機容量不超過50MW的位于用戶附近的發電項目，具體指天然氣，太陽能生物能風能以及地熱能等資源綜合利用的發電項目。分布式電源相比于大型電源，在減少占用土地的同時提高經濟效益，并且對環境破壞程度較小。

分布式電源類型包括變流器電源，同步電機電源以及異步電機電源。變流器類型電源包括光伏與電池儲能站，是將變流器與電網進行連接的電源。同步電機類型電源包括小型水電，燃氣發電以及生物發電等綜合發電項目，是將同步電機與電網直接連接的電源，異步電機類型電源包括異步式風機，雙饋式風機等，只將異步機與電網進行連接的電源。在實際應用中分布式電源具有投資少，規模小以及工期短的優點，并且分布式電源往往位于用戶周圍，可以對于附近電源就地采用，避免電力在輸電線路中的損耗，并且分布式電源可以極大程度減少利用化石能源，減少對環境破壞。

2、數學模型

2.1無功優化調度相關分布式發電

與無功優化調度相關的分布式發電分為兩種，包括電壓控制分布式發電與無功補償分布式發電，電壓控制是分布式發電在并網運行中可以等值為PV節點，通過調節勵磁電壓來控制并網動態無功優化調度，包括小型水電，小型燃氣輪機以及光伏電力系統。無功補償是DJ在并網運行中可以等值為PQ節點，一般通過控制分布式發電無功輸入與功率因數，來控制優化調度無功出力參數與電網動態無功，通常應用在電流式逆變器并網的光伏發電系統。

2.2目標函數

首先將分布式電源并網動態無功優化調度方法化為不同優化周期N，在對各個周期進行二次劃分，作為不同階段，然后優化各個階段，將研究系統的第N階段控制變量狀態稱為Xn。

其中第n階段的第m個分布式發電輸出量稱為UQmDG（n），將第n階段第r個變電器分接頭方位稱為Tapr（n），將第n階段第K個電容器運行狀態稱為CK。本文研究分布式電源并網動態無功優化調度主要從網損和電壓變化角度來研究，根據相關參數來建立目標函數，轉化目標值，為目標滿意度評價。

網損是一種經濟指標，通常是指在區域內電網運行優化的關鍵經濟指標，網損函數通過無功電壓控制方法，確保節點處電壓質量滿足需求，使功率在傳輸過程中的油耗損耗明顯降低。電壓變化函數是指在優化調度周期中，DJ復合與出力屬于變量在電力傳輸過程中必然會存在電壓波動，因此可以通過對 DJ處理情況運行狀況下影響節點電壓。在電壓波動最大值的基礎上評估網絡電壓波動

3、算法求解

3.1遺傳操作

由于實際交叉性操作會受到交叉點處的嚴重影響，因此本文通過均勻交叉方法對交叉率選擇與變異率的錯誤進行控制，使算法效率有顯著提高，在算法求解中必須嚴格遵守最佳原則，變異率與交叉率之間存在最優組合，在一定條件下對算法求解質量不斷優化，確保得到的算法求解質量滿足需求。

3.2設定權重系數

在遺傳算法中，通常粒數度函數都是作為適應度函數對個體之間的優劣進行評價，優劣目標包含兩個子目標，因此在計算過程中需要對權重系數進行確定，本文全定系數采用自適應權重法，通過規劃處理方法對綜合目標進行處理。

3.3動態優化過程

本文研究分布式電源并網動態無功優化調度，將優化調度周期而分為多個階段n，因此在動態優化過程中需要對各個階段N之間的聯系進行充分考慮，確保滿足最優化原理。

4、算例分析

本文以某地區小型電力系統作為算例進行分析，電力系統接線圖如圖1。

在節點四中階有分布式電源，是由電壓控制型小水電與無功補償型光伏發電系統組成，本文以該區域電網進行計算，6/35 kV 有載調壓變壓器分接頭 7 檔，電壓為 35±3×2.5%kV;6/10k載調壓變壓器分接頭 9 檔，電壓為10±4×2.5% kV;節點6并聯電容器組分4組投切，每組容量為0.3Mvar;若優化周期為一天 24小時，將優化周期分為24個時段。在一個優化周期內電壓控制分布式電源相比于電流時分布式電源抑制電壓波動效果明顯，電壓調節能力更強。用改進遺傳算法求解地區電網的動態無功優化調度策略

5、結語

由于分布式電網并網運行對傳統電網具有較大影響，本文在根據分布式電源并網控制特性，將分布式電源分為電壓控制型分布式電源與無功補償性分布式電源，將其與傳統電壓無功控制相結合，使網損降低，將電網電壓波動抑制，建立動態數學模型，通過遺傳算法對調度策略進行改進。在優化策略下網損有效降低，電網電壓平穩，電壓控制分布式電源的電網動態無功優化調度能力較強，使分布式電源的作用充分發揮。

參考文獻

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