分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃與優(yōu)化運行

摘要：近年來國家大力發(fā)展清潔能源，分布式電源規(guī)?？焖僭鲩L。由于大量分布式電源接入城市配電網(wǎng)，給城市配電系統(tǒng)造成一定的影響。配電網(wǎng)在建設過程中，需要綜合考慮到分布式電源接入情況，從而合理規(guī)劃配電網(wǎng)，確保配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性和可靠性。本文將在概述分布式電源的基礎(chǔ)上，分別對分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃及優(yōu)化運行進行探討，以供相關(guān)的工作人員參考借鑒。

關(guān)鍵詞：分布式電源;配電網(wǎng)規(guī)劃;優(yōu)化運行

1分布式電源

分布式電源指功率為數(shù)千瓦到50MW小型模塊式的獨立電源，這些電源一般是電力部門、電力用戶以及第三方，為了滿足高峰期城市居民、商業(yè)區(qū)居民用電需求，在用戶現(xiàn)場或者靠近用戶現(xiàn)場安裝比較小的發(fā)電機組，滿足用戶用電需求，同時支持現(xiàn)有配電網(wǎng)的運行要求。這種較小的發(fā)電機組有燃料電池、小型光伏發(fā)電、小型燃氣輪機、燃氣輪機和燃料電池混合裝置。與傳統(tǒng)的電源相比，分布式電源可以根據(jù)用戶實際需求進行建設，降低電網(wǎng)建設的成本。分布式電源各個機組相互獨立，可以根據(jù)電力用戶的實際情況進行調(diào)節(jié)，一旦發(fā)生電力故障，只針對故障發(fā)電機組，不會影響到其他發(fā)電機組，因此電網(wǎng)運行安全性、可靠性高。其次，分布式電源可以彌補集中式發(fā)電的缺陷，為電力用戶提供不間斷的供電。分布式電源的損耗比較低，它不需要建設配電站，避免配電網(wǎng)線路較長，增加線損率。

2分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃

2.1分布式電源優(yōu)勢

分布式電源和傳統(tǒng)的電源相比，它具有更強的靈活性，可以根據(jù)各個地區(qū)不同用戶的不同需求進行建設。同時它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也具有較強的獨立性，其中各個機組是相互獨立的，因此在使用過程中可以根據(jù)用戶的實際情況進行現(xiàn)場調(diào)節(jié)。分布式電源如果出現(xiàn)電力故障的情況，只需要針對其中某一個出現(xiàn)故障的機組進行維修，其他的發(fā)電機組仍然可以繼續(xù)運行，這樣就保證了在運行過程中的安全性，并且對電力的提供更有保障，在一個機組出現(xiàn)故障的情況下，相對獨立的其他機組仍然可以繼續(xù)工作。

2.2分布式電源對配網(wǎng)規(guī)劃的影響

分布式電源對配網(wǎng)規(guī)劃的影響可分為四個方面。首先，它對于規(guī)劃的約束條件存在影響，在分布式電源被接入之后，網(wǎng)架規(guī)劃在滿足負荷需求的同時，還需要對輸送分布式電源功率予以考慮，電能損耗會因為分布式電源的接人而降低，在接人時，需要使得負荷和分布式電源的運行特性達到協(xié)調(diào);其次，分布式電源對于負荷的預測工作存在影響，分布式電源在接人之后會提供給部分負荷一定的電能，負荷的大小與負荷的峰值都會因此產(chǎn)生變化;然后，分布式電源對于規(guī)劃目標具有影響，在分布式電源進行接入之后，在考慮規(guī)劃目標時，需要明確配網(wǎng)對分布式電源的接納能力，和對分布式電源波動性予以的處理方法;最后，分布式電源對于規(guī)劃策略具有影響，在進行配網(wǎng)規(guī)劃的時候，需要對電源投資主體的多元性予以考慮，在運營過程中，分布式電源和主網(wǎng)之間存在競爭，因為利益角度的不同，規(guī)劃方案也存在很大差異。

2.3雙層規(guī)劃

分布式電源技術(shù)的發(fā)展讓配電網(wǎng)中使用了更多的光伏發(fā)電、風力發(fā)電，而分布式電源自身含有波動性，因此，在配電網(wǎng)中也出現(xiàn)了類似于燃氣輪機、蓄電池等裝置，原本屬于被動用電的用戶現(xiàn)在可以參與到主動的管理中。分布式電源、主網(wǎng)電源和主動負荷都可以被看作是廣義電源，它們的電源特性之間存在著差異，各自占有負荷曲線的比例也有所不同，在分布式電源的配網(wǎng)規(guī)劃中，應該對投資成本及時間成本予以考慮。對分布式電源配電網(wǎng)進行雙層規(guī)劃，需要在將廣義電源視為有效電源的前提下，完成所有電源成本-時間的特性曲線建立工作，依照費用最小的原則，可以將電源在規(guī)劃時間內(nèi)的運行時間與負荷曲線上的位置予以求出，進而求出配置容量，此為第一層規(guī)劃。之后，需要把最小總費用設置為目標函數(shù)，將分布式電源配置以及相應的配網(wǎng)網(wǎng)架方案進行確認，此為第二層規(guī)劃。約束條件為前者中的電源容量，利用優(yōu)化理論，能夠?qū)⒎植际诫娫垂ぷ鲿r間予以確認，進而增強方案經(jīng)濟效益。

3分布式電源的配電網(wǎng)優(yōu)化運行

3.1配網(wǎng)重構(gòu)

通過應用變壓器運行模式，并改變供電路徑，可有效降低電網(wǎng)運行中的損耗。如果電力系統(tǒng)中沒有分布式電源，則在所有損耗中，配網(wǎng)損耗所占比重比較高，而在接入分布式電源后，要求對配電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性進行綜合考量，并考量以下兩種費用消耗：第一，線損費用;第二，分布式電源能源消耗費用。為了在最大程度上降低網(wǎng)絡拓撲的網(wǎng)絡損耗，要求對配電網(wǎng)進行重構(gòu)出了力，應用傳輸功率約束，網(wǎng)絡拓撲對于分布式電源以及主網(wǎng)的發(fā)電計劃，均能產(chǎn)生一定的影響，在確定網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)后，可采用潮流計算方式，對配電網(wǎng)絡的損耗值進行計算。在對配電網(wǎng)進行重構(gòu)時，要求對分布式電源采取有效的處理措施，常用處理方式如下：第一，對分布式電源的出力情況進行優(yōu)化處理;第二，將目標函數(shù)設定為網(wǎng)絡損耗最小值;第三，構(gòu)建起網(wǎng)損期望值最小重構(gòu)模型，避免隨機波動性產(chǎn)生的問題;第四，將目標函數(shù)設為分布式電源的發(fā)電費用。在配電網(wǎng)的重構(gòu)過程中，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲也會隨之發(fā)生一定的變化，使得各個變壓器在流過電流時，其功率也會隨之發(fā)生變化，保證負荷均勻，在最大程度上減少變壓器損耗，提高變壓器運行的經(jīng)濟性。另外，節(jié)點注入的功率也會對配電網(wǎng)重構(gòu)產(chǎn)生較大影響，同時節(jié)點注入功率會受到分布式電源的影響，對此，分布式電源的運行經(jīng)濟性和配網(wǎng)重構(gòu)為耦合。

3.2經(jīng)濟調(diào)度

在對含分布式電源的配電網(wǎng)進行經(jīng)濟調(diào)度時，需要注意從空間和時間兩個方面進行控制。在空間上，需要對配電網(wǎng)線路以及變壓器之間的負荷進行經(jīng)濟分配，有效降低電網(wǎng)運行損耗;在時間上，需要對削峰填谷以及負荷率進行科學合理的調(diào)整，平衡負荷曲線。含分布式電源的運行方式比較靈活，并且安裝點比較多，對此，通過對含分布式電源的空間負荷以及時間負荷進行經(jīng)濟調(diào)度，能夠有效提升變壓器運行的經(jīng)濟效益，具體而言，需注意以下幾點：第一，在含分布式電源的發(fā)電功率發(fā)生變化時，會對并列運行變壓器的投切產(chǎn)生較大影響;第二，在對含分布式電源的配電網(wǎng)進行重構(gòu)時，需要對變壓器之間的負荷進行科學合理的調(diào)整后，接入分布式電源能夠讓電網(wǎng)運行可靠性沒有受到影響的前提下，將電力系統(tǒng)運行經(jīng)濟性予以提升，讓變壓器經(jīng)濟運行約束得到減少。

3.3以用電用戶為主體

在進行分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃和進行優(yōu)化的時候，需要始終以用電的用戶群體為主體，注意滿足用戶的用電需求，從而進行合理的電力資源調(diào)配和專業(yè)的優(yōu)化，才能達到最終的目的，即優(yōu)化城市電力系統(tǒng)以更好地服務用電人群。

4結(jié)束語

我國的經(jīng)濟隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展也在不斷地發(fā)展，各個產(chǎn)業(yè)和人群對電力能源的需求不斷地提高，且人群也在呈現(xiàn)膨脹式的集中。分布式電源和傳統(tǒng)的電源相比，具有更強的靈活性，可以根據(jù)各個地區(qū)不同用戶的不同需求進行建設。同時它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也具有較強的獨立性，面對越來越復雜的情況和用戶人群越來越高的用電需求，城市電力系統(tǒng)建設可能會受到較大的影響，因此需要對分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃和優(yōu)化策略進行專業(yè)化的分析和探究，才能保證城市的電力系統(tǒng)的正常運行使用。

參考文獻

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[2]張彼德，何頔，張強，等.含分布式電源的配電網(wǎng)雙層擴展規(guī)劃[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2016，44（2）：80-85.?? 作者介紹：?? 包蕾（1985.5.16—）;女;遼寧朝陽市;漢;研究生;工程師;專責;配電網(wǎng)規(guī)劃;河北省電力有限公司石家莊供電分公司。