（国网宁夏电力公司银川供电公司）
摘要：分布式发电具有减轻环境污染、降低终端用户费用、降低线路损耗、改善电能质量和提高供电可靠性等特点，己经被世界各国所重视，成为电力系统新的研究热点。分布式电源引入配电网会对配电网的结构和运行，对配电网中的节点电压、线路潮流、短路电流、可靠性等都会带来影响。合理的安装位置和容量可以有效改善配电网电压、减小网络系统的有功网损、提高线路的负载能力等。但是，如果分布式发电配置不合理，将得不到相应的效果，而且可能威胁电网系统的安全稳定运行。为此，本文对两种不同的分布式电源并网优化配置的方法,进行了分析以及阐述,为分布式电源并网优化配置提供有力依据。
关键词：分布式电源；并网；优化配置
分布式电源一般是备用的供电设备,广泛分布在配电网络中,其容量大都处于5kW到50MW。分布式电源的种类按照所处区域的不同,分成风力发电、太阳能发电、小规模燃气发电、混合模式发电以及小规模水力发电等。分布式电源能够有效减少供电过程中伴随的污染,尽可能改善空气环境,从而使得电力企业可以实行可持续发展,促进电力企业的经济效益以及社会信誉,具备不可替代的重要作用。
1分布式电源并网对配电网络造成的影响
1.1分布式电源并网对配电系统潮流造成的不同作用
分布式电源的并网很大概率会导致配电网络潮流由原先单向的工作模式变为不可预知的工作模式。配电系统中如果没有分布式电源的时候,线路中潮流的方向不会发生改变,此时,有功潮流的数值随着电源距离的不断增大而变小;然而,当分布式电源放置在配电系统的时候,一般会打破现有配电系统潮流工作的格局。按照分布式电源自身的规模以及分布式电源和符合区域之间的联系,线路中的潮流就会不可被预知,时而增加,时而减少。如果目标区域的负荷小于该处分布式电源的力度,那么在该条线路中很大几率就会存在反向潮流的现象,从而很大程度上导致配电网络的安全性得不到保障,以及无法控制线路中的电流。
1.2分布式电源并网对配电网络电压水平的改变
分布式电源的存在会严重改变存在于配电系统中电压的大小,主要与分布式电源并网的规模以及区域等方面有着密切的关联,一般是随着线路中负荷以及传输功率的变化而不断改变。根据对现有电力网络工作模型的研究,如果在电力网络的某一节点处设置分布式电源,由于分布式电源输送无效功率的不断降低以及线路传输功率的不断减小,其余线路节点处的电压就会升高。目标节点如果距离电源的距离越近,那么对线路各个节点上电压的影响就越低;并网规模一样的分布式电源集中放置于相同节点,那么对于电压的支撑效果远远没有随机分配工作的效果好。所以,如果配电网络中所有节点的电压逐渐变小,那么接入分布式电源能够有效缓解这一变化趋势,但是,同样不可以使电压过高。所以,在配电系统中设置分布式电源,不仅可以使得电压的水平降低,与此同时,也会改善电压分布的状况。因此,必须在配电系统中科学有效的配置分布式电源,从而使得并网能够发挥出真正的作用。
2基于准许规模最大的分布式电源优化配置模型
为了能够更好的优化配置分布式电源,首先要做的就是从目标区域“生态岛屿”的功效以及电力网络“节能环保”等方面入手,设计出各种电力网络高效、环保运行的优化模型。
2.1目标函数
一般表示目标区域分布式电源并网规模最大函数如下图所示:
式中:nDG为待选DG接入节点;PDGi为第i个DG接入点的DG接入有功负荷。
这类目标函数在发现配电系统中分布式电源总的有效功率最大化的接入配置方法中得到广泛的应用。
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2.2限制条件
（1）潮流公式限制
在电力网络高效、科学工作的情形下,包含分布式电源配电系统有效功率的公式、无效功率的公式、各个节点电压的公式一般有三种,这三种公式即为目标函数的限制条件。
潮流限制公式一般通过牛顿—拉夫逊法计算出来。牛拉法是解决这类问题使用最多的方法,可以快速解决各种各样复杂的公式,具备高效性。
（2）节点电压限制
分布式电源的并网打破了配电系统潮流的预先工作模式,能够不同程度增加每一个节点处的电压。在没有分布式电源的配电系统中,因为线路会由于各种内部以及外部的环境出现损耗,所以,其尾部的电压一定情况下要比国家标准的最低要求低;但是如果在配电系统中增设大量的分布式电源,那么就会使得每一个节点的电压都远远大于国家标准的最高要求。
按照部分我国出台的电力相关法律的要求,二十千伏包括二十千伏以下的供电电压的误差必须保持在线路额定电压正负7%之间。因此,任何一个限制条件超出限制,就必须从目标函数中去除一个最大正数,从而减小误差。
3基于经济性最优的分布式电源优化配置模型
自改革开放以来,随着分布式电源应用领域的不断增大,其施工的资金投入却不断的减少,然而,与传统规模较大电力网络互联的工作方法相比较,分布式电源资金投入以及工作成本十分高。所以,在配电系统中增设分布式电源的时候,必须要考虑经济实用型原则,设计出最佳的规划措施。要从经济性方面入手,结合历年最优分布式电源投入资金的数目、分布式电源运行过程中的维修以及保养花费、配电系统每年线路损耗花费全额的最低成本目标,确立分布式电源优化配置模型。
3.1目标函数
通过全面分析分布式电源工作总费用和维修电力网络故障费用的多方面规划数学模型,这类目标函数的详细计算公式如下所示:
minZcost=CDG.year+CL
式中:
Zcost为电网年运行总费用,即归一化目标函数;CDG.year为DG的年运行总费用(包括建设费用、运行费用、燃料费用等);CL——电网网络损耗费用。
3.2限制条件
基于目标区域分布式电源最大接入规模是上级电源总量的三成左右的标准,具体限制公式如下图所示:SDG≤30%Sst式中:SDG为并网DG总容量;Sst为上级变电站电源容量。
4优化配置分布式电源并网的优势
分布式电源供电技术是新兴成长起来,具有不可估计发展未来的发电技术,是提高老旧供电方式供电效率直观、有效的供电技术,尽可能弥补老旧供电方式的弊端。通过上述模型的分析,我们可以知道,优化配置分布式电源并网在增加电力网络分布式电源并网规模,提高渗透率的同时,还能够确保配电系统中每一处节点的电压都处于规定要求的范围之内,对配电系统中大规模以及高比例分布式电源并网提供了有效的帮助。而且可以符合电力网络潮流限制,分布式电源并网的渗透率一般为15%,能够达到优化配置分布式电源经济的最优化。
结语
总之，只有完善分布式电源并网优化配置工作,才能促进电力企业不断进步,增加电力企业的在市场中的地位。
参考文献
[1]阎鼎.分布式电源优化配置及其对电能质量的影响[D].上海交通大学,2014.
[2]代江.分布式电源优化配置与配电网络重构研究[D].重庆大学,2011.
作者简介
王飞（1982.1.9），女，宁夏银川，单位：国网宁夏电力公司银川供电公司，本科，供用电技术和工商管理。
论文作者:王飞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/14
标签：分布式论文; 电源论文; 电压论文; 节点论文; 系统论文; 优化配置论文; 网络论文; 《电力设备》2017年第6期论文;