分布式电源的配电网规划与优化运行

分布式电源的配电网规划与优化运行

田浩

国网冀北电力有限公司张家口市万全区供电分公司， 河北省 张家口市 076250

摘要：随着电网科技水平的进步，关于各类电源的电网并网运行中遇到的各类问题，人们提出了许多解决方案，但大多是基于已有的大规模分布电源进行研究，主要针对的是容量较大、结构较为完整的电源系统，但极少针对中小容量的分散分布电源，其主要原因是分布式电源在现有电网电源的比重、分布以及规模相对较小，虽然对电网的运行需求而言分布式电源具有不稳定性，但一般情况下不会对电网的整体运行产生过大影响，而随着城市生活以及生产中各类分布式电源的应用越来越广泛，其对未来电网的运行的影响值得思考。因此，本文对分布式电源的配电网规划的影响与优化运行方法进行分析。
        关键词：分布式电源；配电网；运行；优化

1分布式电源的重要性
        一般来说功率是从数千瓦到五百瓦左右。这种小型电源一般是电力部门为了在用电高峰期时能够提供正常的电力资源给繁华地区的用户使用，从而采取在其地区或其周边地区安装一些小型的发电机组的措施去满足用户用电需求。需要注意的一点是，在使用安装分布式电源的时候需要符合现有的配电网的运行要求。这一种特殊的小型发电机组通常是由燃料电池、小型光伏发电机组、燃气轮机和燃料电池混合组成的。分布式电源对于整个城市的供电系统能否正常地运作起着很大的作用，处于极其重要的地位。
        2分布式电源对配电网规划的影响
        2.1配电网规划更加复杂
        分布式电源对配电网规划的负荷预测、目标等方面造成一定的影响。对电力负荷预测负荷的影响：分布式电源可以满足部分偏远地区或者商业区用户需求，减少用户从配电网主网中的获电量，从而抵消电网负荷的增长。配电网的电力负荷预测是根据配电网的增长量，如果分布式电源抵消了配电网负荷的增长，则降低了配电网的预测准确性和可靠性；分布式电源对配电网规划目标的影响主要体现在传统的配电网主要考虑配电网建设投资和运营费用，分布式电源不仅要考虑到分布式电源的投资、运行费用、配电网的投资以及运行费用，如果配电网规划中考虑到分布式电源，则要考虑到配电网对分布式电源的容纳能力。由于分布式电源的分布不规律，负荷增长具有很大的随机性，增加了电网规划的难度；分布式电源影响到配电网规划的约束条件。配电网规划不仅要满足电力增长负荷要求，而且还要考虑到分布式电源功率需求，配电网的电源电压和分布式电源位置要相互协调，从而发挥分布式电源的优势；分布式电源对配电网规划策略影响。近年来，由于国家大力支持分布式能源的发展，导致大量的社会资金涌入到分布式电源行业，促进了我国分布式电源行业的发展。同时，导致分布式电源投资主体日益多元化，分布式电源计费和配电网的计费方式不同，在运营方面两者存在竞争关系，不同的利益主体则规划方案也不同。
        2.2配电网运行模式的变化
        配电网主要有架空线路、电力电缆、变压器、隔离开关、无功补偿装置等设备构成，配电网运行过程中受到电压、线路潮流、线路损耗等方面的影响，会产生的一定的线损率。分布式电源并入到配电网系统中，配电网的结构和运行方式发生了变化，分布式电源和配电网主电源存在一定的差异，在分布式电源规划设计的时候，需要综合考虑到负荷曲线；所以分布式电源配电网采用双层规划，按照成本最低的原则，建立配电网负荷电源和分布式电源的运行时间、负荷曲线，从而计算机桩装机容量，这是第一层规划。然后将最低建设成本作为目标函数，确定分布式电源的配置和配电网的网络架构，这是第二层规划。双层规划是一种二层递阶结构，根据目标函数和约束条件进行上、下层决策，上层先给出一个决策变量，下层各个子系统根据这个决策变量作为参量，然后根据目标函数和约束条件，在一个可能的范围计算出最佳结果，然后将这个最佳结果反馈给最上层，在这个基础上求得最佳值。

3分布式电源及配电网的优化
3.1分布式电源概述
        分布式电源（DG）没有统一的定义，其为了满足负荷用电的实际需求，属于利用地燃资源，适应地域环境条件的小容量发电机组、分布式电源可以满足独立运行的要求，同时在接入配电网之中，也可以实现与公共电网共同供电。分布式电源通过可再生能源能发电的发电机组以及不可再生能源发电机组，其实际的容量包含了大中小三个类型。
3.2分布式电网的配电网优化
    配电网的重构有利于配电网运行状态的优化，利用配电网分段开关以及联络开关状态的控制，就可以实现配网结构的改变。最近几年，随着DG的并网运行，对于配电网的重构也提出了全新的要求。对于配电网的优化主要包含了配电网无功、重构，其无功优化能够确保配电网的安全性，也能实现经济运行，同时也可以利用降低配电网电路损耗来提升经济性。随着分布式电源并网处理，也可以进一步改变无功优化控制，无功优化是基于负荷参数以及电网结构参数给定的前提下，实现对控制变量的优化，这样就可以满足最优状态的调节。在输电网中，无功优化还可以通过变压器补偿量的调节来实现。无功优化可以满足系统稳定性的提高，有效抑制电压升高，满足配电网有功功率损耗的降低。

3.3考虑分布式电源的配电网扩展规划
    在考虑分布式电源接入的配电网工程扩展规划过程中，首先需要对规划区域中的负荷分布情况以及负荷增长情况进行充分调查，并将投资效益最高作为扩展规划的目标，结合实际需要制定能够满足负荷
增长需要的增容方案。在对含分布式电源的配电网进行扩展规划时，应注意以下几点：第一，将输配电系统的扩展计划所需成本与含分布式电源的配电网增容所需成本进行比较，如果后者的投资成本比较低，则可进行第二步比较筛选。第二，对含分布式电源的配电网规划区域的能源政策支持力度、项目全生命周期建设所需成本进行全面分析，具体包括含分布式电源的类型、配电网建设规模、分布式电源初始成本、运行维护成本、投资回报等等。第三，在工程分析过程中，要求考虑含分布式电源配电网生命周期中其他需要进一步分析的各类工程问题。最后，还需要对含分布式电源配电网的选址、分布情况以及运行可靠性要求进行分析，如果有需要，还应考虑并网方式对于配电网继电保护以及自动化的影响。如果含分布式电源配电网方案可通过上述多层筛选，则说明配电网扩展具有可行性。

 3.4强化分布式电源与变压器之间的经济运行模式
        在对输配电网进行经济调度时，需要从两个方面入手。一方面，针对分布式电源的应用时间进行调整，如削峰填谷与调整负荷，以保证输配电网中的网损情况在多数情况下保持均衡态势，同时有效降低线路中的有功与无功损耗。另一方面，在空间层面上对变压器与线路之间的关系进行科学调控，如改变变压器在输配电网中的位置或者对变压器之间的线路容量进行调整，能够对线路负荷进行重新分配，进而起到控制输配电网损的目的。此外，由于分布式电源模式在安装过程中具有灵活优势，可以在实际应用中通过调整分布式电源接入位置，根据输配电网的能耗情况找出最佳的接入位置，有利于削峰填谷工作的顺利进行。

4结束语
        综上所述，就配电网发展建设需求来讲，应用分布式电源接入系统是必然趋势，分布式电源技术有利于配电网的安全稳定运行。从客观角度出发，分布式电源直接关系到配电网电压，对其进行合理规划设计，可有效提升配电网继电保护。
参考文献：
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