智能電網(wǎng)建設(shè)中分布式電源的規(guī)劃分析

郝懿驊

【摘?要】分布式電源是優(yōu)化智能電網(wǎng)建設(shè)水平的基礎(chǔ)內(nèi)容。以現(xiàn)階段智能電網(wǎng)建設(shè)情況為依據(jù)，結(jié)合近年來應(yīng)用分布式電源的重要意義，明確分布式電源規(guī)劃對智能電網(wǎng)發(fā)展的影響，分析如何在智能電網(wǎng)建設(shè)中進(jìn)行分布式電源規(guī)劃工作，以此為居民用電提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，并加快智能電網(wǎng)發(fā)展步伐。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng);分布式電源;潮流;定容選址;AGA算法

在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，隨著城市建設(shè)水平的提高，城市居民數(shù)量的增加，促使國家用電需求量也在隨之提升，不管是日常生活還是行業(yè)生產(chǎn)都在追求質(zhì)量的同時(shí)，增加了對電能速度的要求。此時(shí)，傳統(tǒng)意義上的智能電網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足日益增加的用電需求，而引用分布式電源進(jìn)行規(guī)劃，可以從基礎(chǔ)上減少能源消耗，并提升實(shí)踐供電效率。尤其是在新時(shí)代背景下，面對越來越高的用電需求，不管是各地政府還是電力行業(yè)都要加大對分布式電源的探索力度，注重從持續(xù)發(fā)展的角度入手，全面優(yōu)化智能電網(wǎng)建設(shè)水平。因此，下面對智能電網(wǎng)建設(shè)中分布式電源的規(guī)劃進(jìn)行研究。

1.分析分布式電源

1.1含義

其是指分功率在數(shù)千瓦到50MW小型模塊式且與環(huán)境兼容的獨(dú)立電源。通常情況下，這類電源常在邊遠(yuǎn)地區(qū)、商業(yè)區(qū)等區(qū)域應(yīng)用，不僅能減少工程建設(shè)投資，而且可以保障供電的有效性。

1.2重要意義

具體分為：其一，經(jīng)濟(jì)性。因?yàn)榉植际诫娫纯梢岳冒l(fā)電余熱制冷制熱，所以能在應(yīng)用中提升能源利用率，減少智能電網(wǎng)建設(shè)投資;其二，環(huán)保性。由于其是以太陽能、風(fēng)能及天然氣等能源為燃料，所以可以降低有害物質(zhì)的排放量，且能減少高壓輸電線的電磁污染，并控制對周邊樹木的砍伐，這樣有助于實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)保建設(shè)目標(biāo);其三，安全性?，F(xiàn)階段，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)水平的提高，促使其在各行企業(yè)及日常生活中展現(xiàn)出了積極作用。此時(shí)若出現(xiàn)難以管控的安全事故，必然會威脅整體國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而運(yùn)用分布式電源可以保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，以此保障實(shí)踐供電服務(wù)的安全性。

2.分布式電源對智能電網(wǎng)建設(shè)的影響

2.1有助于利用多類能源

不管是日常生活還是行業(yè)生產(chǎn)而言，停電都是常見的用電事故，而運(yùn)用分布式電源進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，有助于智能電網(wǎng)在出現(xiàn)大范圍故障時(shí)，保障系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，且能向周邊地區(qū)進(jìn)行正常供電，這樣可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與有效性要求。同時(shí)，了解分布式電源類型可知，其具備不同類型的電力供應(yīng)能源，在實(shí)踐工作中可以有效利用各類能源，不僅能提升實(shí)踐利用效率，而且可以保障工作質(zhì)量。

2.2有助于控制能源消耗

受自然條件與投資成本的影響，我國部分區(qū)域的電力供應(yīng)結(jié)果并不力量，且以往電力供應(yīng)以火力方式為重心，不僅會增加不可再生資源的消耗，而且會影響周邊生態(tài)環(huán)境。而運(yùn)用分布式電源，可以根據(jù)不同區(qū)域的地理?xiàng)l件，因地制宜的選擇豐富能源，如風(fēng)能、太陽能等，這樣不僅能減少智能電網(wǎng)建設(shè)支出，而且可以控制電能消耗，以此為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)不斷創(chuàng)新。

2.3有助于調(diào)控電力高峰

冬夏季作為用電高峰期，若是運(yùn)用以天然氣為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)構(gòu)建三聯(lián)供系統(tǒng)，不僅能處理不同季節(jié)的供暖需求，而且可以增加電能。在這一過程中，既可以讓電網(wǎng)用電量達(dá)到均衡，又能讓電力與天然氣彼此互補(bǔ)。

3.智能電網(wǎng)建設(shè)中分布式電源的規(guī)劃內(nèi)容研究

在運(yùn)用分布式電源進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)工作時(shí)，必須要加大對定容選址工作的探究力度，原因在于其展現(xiàn)出的容量與所在區(qū)域影響著整體電力系統(tǒng)運(yùn)行效果。因此，下面對這兩點(diǎn)進(jìn)行規(guī)劃研究。

3.1規(guī)劃模型

對智能電網(wǎng)而言，運(yùn)用分布式電源進(jìn)行規(guī)劃，必須要先從投資消耗、網(wǎng)絡(luò)損耗等角度進(jìn)行整合研究。一般來講，優(yōu)化目標(biāo)分為三點(diǎn)：其一，投資總費(fèi)用，記為，單位是萬元;其二，網(wǎng)絡(luò)損耗，記為，單位是MW;其三，最大容量，單位是MW。在確定安裝分布式電源數(shù)量的條件下，因?yàn)樽幽繕?biāo)的單位不同，難以落實(shí)加權(quán)操作，所以要對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行歸一化處理，這樣有助于從網(wǎng)絡(luò)損耗下降情況明確購電成本支出，最終單位都為元。在這一過程中，權(quán)重因子用W、W表示，而歸一后的目標(biāo)函數(shù)為：

?????（1）

在節(jié)點(diǎn)i安裝分布式電源的容量用nDG表示，實(shí)際安裝成本用表示，單位容量設(shè)備總體成本支出用表示，線路選擇系數(shù)則為，對應(yīng)成本為。那么歸一后的目標(biāo)函數(shù)模型為：

???????（2）

新增加的總體負(fù)荷為，最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)為，且代表第i各分布式電源的功率因素，m代表接入分布式電源數(shù)量，而配電網(wǎng)的有功功率損耗及規(guī)劃后損耗情況為。那么可以表示為：

?????????（3）

3.2計(jì)算配電網(wǎng)的潮流

現(xiàn)有分布式電源在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用形式各異，如異步機(jī)、同步機(jī)等，且會影響線路潮流的大小、方向等。以配電網(wǎng)末端為例，從此介入，將會降低有功與無功的功率;而在變電站節(jié)點(diǎn)介入，線路負(fù)載水平并不會產(chǎn)生變化，但電源總體容量會出現(xiàn)改變。若在智能電網(wǎng)當(dāng)中，有功功率記為，負(fù)荷的有功功率記為，那么兩者之間的差值就可以記做。在<0的情況下，節(jié)點(diǎn)會為配電網(wǎng)提供有功功率，且具體數(shù)值是;而在=0的情況下，配電網(wǎng)與負(fù)荷間沒有功率;在>0的情況下，配電網(wǎng)會為節(jié)點(diǎn)提供有功功率，且具體數(shù)值就是。

3.3運(yùn)用AGA算法處理定容選址

在運(yùn)用AGA算法進(jìn)行分布式電源定容選址工作時(shí)，要根據(jù)二進(jìn)制碼來逐一表示電源位置與容量。由于配電網(wǎng)內(nèi)部支持多個(gè)節(jié)點(diǎn)安裝電源，所以其建設(shè)方案可以結(jié)合變量C{c、c…c進(jìn)行表示，在譯碼以后獲取一個(gè)常數(shù)X。若是常數(shù)不等于0，那么這一節(jié)點(diǎn)就可以安裝分布式電源，而等待安裝的分布式電源容量為0.1X，單位為MVA;但若是這一的常數(shù)等于0，那么就無法正常安裝分布式電源。

在遺傳算法中，通常情況下會隨機(jī)出現(xiàn)初始解。在這種模型中，針對分布式電源的容量與位置進(jìn)行初始解操作主要分為以下幾點(diǎn)：其一，電力人員要先了解配電網(wǎng)的符合總?cè)萘?，并確定分布式電源的最大接入容量;其二，結(jié)合上文概述計(jì)算模型，隨機(jī)構(gòu)成一組初始解;其三，認(rèn)真校對檢驗(yàn)每個(gè)個(gè)體，若是全體分布式電源容量都低于電網(wǎng)對應(yīng)負(fù)荷量，且分布式電源的介入容量低于電網(wǎng)最大接入容量，就證明初始解工作已經(jīng)完成。

在完成群體遺傳操作后，結(jié)構(gòu)與個(gè)體要重新組合，相關(guān)信息也要交換，這樣有助于在提高群體品質(zhì)的基礎(chǔ)上，更好完成分布式電源規(guī)劃工作，并得到最佳答案。同時(shí)，還要結(jié)合最優(yōu)保留策略選擇整改后的“自適應(yīng)交叉算子”方式，及時(shí)清除比適應(yīng)度平均數(shù)值低的個(gè)體。運(yùn)用遺傳代數(shù)的方式進(jìn)行最終判斷，會產(chǎn)生大量的時(shí)間損耗，因此可以在實(shí)踐計(jì)算中，有效結(jié)合最優(yōu)個(gè)體適應(yīng)度值持續(xù)不變的最大代數(shù)與最大遺產(chǎn)代數(shù)，主要用來進(jìn)行最終搜索。

結(jié)束語

綜上所述，結(jié)合上文研究分析可知，分布式電源對智能電網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用具有一定優(yōu)勢。但隨著我國社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)水平的提升，面對越來越高的智能電網(wǎng)發(fā)展要求，行業(yè)企業(yè)要在整合分布式電源特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)自身需求進(jìn)行深層探索。由于現(xiàn)階段雖然分布式電源的應(yīng)用為智能電網(wǎng)建設(shè)工作提供了有效依據(jù)，但也涌現(xiàn)出大量問題，此時(shí)需要企業(yè)在規(guī)劃中著重研究這些問題，并提出有效的處理措施，這樣不僅能充分展現(xiàn)分布式電源的應(yīng)用價(jià)值，而且可以加快我國智能電網(wǎng)建設(shè)步伐。

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作者簡介：

University of New South Wales（新南威爾士大學(xué)）

（作者單位：電氣工程在讀研究生）