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摘要：微电网并网对于传统配网的接线模式是否可以满足用户需求已经成为电网中重要的问题。本文针对典型的三种配网接线模式，通过建立隶属度函数从系统平均供电可靠率指标、单位负荷年费两个方面对含微网和不含微网的情况进行综合计算评价。结果表明单电源辐射接线可靠性提升幅度最大，不同母线出线连接开关站接线模式的综合评价结果最优，可以根据客户需求具体选择不同的接线模式。
关键词：微电网；配电网；接线模式；综合评价
0 引言
微电网的诞生使得分布式能源（distributed generation，DG）和电力系统之间可以灵活结合，提高了分布式能源带来的经济效益，同时也极大的提高了电力系统的经济性和灵活性。
作为配网的一个重要组成的部分，其传统的网线架构模式是否可以适合含有微网用户已经成为了当下急需解决的一个问题。文献[1]对于10kV配网常用的接线模式进行多方面考量，提出综合体系进行评价；文献[2]对中压配电网的几种常用的模式架构进行了经济性和稳定性的研究分析。本文依据现有资料，在其基础上考虑含微网的配网接线模式，并对其进行具体分析计算，提出较为符合微网并网配网要求的网线架构。
1 含微网的配网接线模式分析
先阶段我国的微网入网还处于初期阶段，具有单容量较小，低出口电压，稳定性较低的特点。所以，对于配电网接线模式的研究，是如何提高电能质量的关键之处。
考虑到微电网的用户一般处于城区较多，因此，对于典型接线模式一般有如下三种：单电源辐射接线、不同母线出线的环式接线以及不同母线出线连接开关站接线。
1.1 单电源辐射接线
如图 1 所示，单电源辐射接线适合于城市中非重要的负荷，这种接线模式经济性较好，线路的配置长度较短，具有投资小，方便接线的优点。
但同时这种模式在发生故障后，恢复时间需要较久、范围更大，总体的稳定性较低。
图1-1 单电源辐射接线模式
在微网中采用这种模式，可以通过孤岛运行的方式增加供电的可靠性，同时又具备其经济性、便捷性的优点。可以预见，这种方式应该在今后有着广泛的使用。
1.2 不同母线出线的环式接线
这种接线方式中有2个电源（一般取自同一个变电站的不同母线或者是两个不同的变电站）。其供电的可靠性较高，运行方式灵活。
图1-2 不同母线出线的环式接线模式
在微网中运用这种接线模式可以具有更高的可靠性和稳定性，但是同时经济性会较低很多。具体情况可以根据需求来确定是否采用。
1.3不同母线出线连接开关站接线
如图 3 所示，这种接线模式的原理其实就是从开关站连接负荷，开关站在接上级，上级可以是同一变电所的不同母线或者是不同的变电所。这种模式中每个开关站接线采用辐射方式供电，特殊时也可以互相成为小环网，出线有着两回，这种接线方式进一步提高了电网的稳定性。
如果使用这种的供电模式，可靠性会得到很好地保障，经济性与上文第二种基本相同。从可靠性的要求角度来考虑，这种模式也有着其适用的空间。
图1-3 不同母线出线连接开关站接线模式
2 分布式电源对接线模式的影响
依据上面的典型接线模式，需要对其进行定量的分析与研究。主要的评价指标引用有：1）系统平均供电可靠率指标（average service availability index，ASAI）；2）单位负荷年费 C。
2.1 各指标权重
各指标的权重如下表2-1所示。
表2-1 各指标权重
2.2 隶属度函数
（1）系统平均供电可靠率指标 ASAI
本文认为 ASAI[4]指标越高，其满意度越高：当达到 100%时，满意度为 1；当 ASAI 低于电力系统运行要求时，满意度为 0。由此得到所示的隶属度函数：
（1）
由于本文的对象是含微网的配电网，其对可靠性的要求通常较高，因此，取 x0=99.99%时，隶属度为0。
（2）单位负荷年费 C
一般来说，对单位负荷年费用的满意度用降梯
形函数来描述。当单位负荷年费用小于等于Cmin
时，令满意度等于1；当年费用高于某个值Cmax时，满意度等于 0。当单位负荷年费用处于Cmin 和Cmax
之间时，满意度和费用之间呈线性递减的关系，即
（2）
考虑微网投资根据不同的用户需求变化较大，取 Cmin为1万元/MW，Cmax为100 万元/MW。
3 基于配电网接线模式的评价
一般可以认为，配网来自等级110kV变电站，其供电面积近似认为是一个圆，在区域内供电的负荷分布均匀。根据上面的模型设定，对各种接线的模式进行指标量化的计算，其边界条件如下：
1）负荷密度。本文中考虑为30MW/km的负荷密度。
2）电源容量及负载率。110kV变电站规模选取 3×50MVA，主变压器负载率为 66.7%。
3）变电站功率因数统一取为 0.95，线路功率因数统一取为 0.90。
4）线路类型。10kV 电缆线路的线型统一取为YJV22–3×300。
5）接线模式均取其最高负载率，单电源辐射状接线负载率取为 100%，不同母线出线的环式接线负载率取为 50%，不同母线出线连接开关站接线中的开关站每回进线负载率取为50%。
6）含微网的各种接线模式中，微网在所有负荷中所占比重、类型及运行控制方式均统一，分布式电源容量为8MW。通过以上条件进行计算边界条件，结果如下表3-1所示。
表3-1 各接线模式计算结果
分析上表的计算结果，分析得到：
1）所计算的各种接线方式中，可靠性从低到高依次为单电源辐射接线模式、不同母线出线的环式接线模式、含微网的单电源辐射接线模式、含微网的不同母线出线的环式接线模式、不同母线出线连接开关站的接线模式、含微网的不同母线出线连接开关站接线。
2）在传统的接线方式中加入分布式电源，各种
3）接线方式可靠性均有不同程度的提高，其中对单辐
4）射接线的可靠性提升幅度最大。
4 结论
结果表明，微电网并网对传统的配电网会造成一定影响，具体会使得年费C增长，同时可靠性有所提升。具体可以根据各个地区具体地需求选取合适的接线模式。其中，具体根据评价指标计算结果，以“单位微网容量（成本）对可靠性提升幅度”这个角度来看，单电源辐射状接线模式更适合使用微网的供电区域。
微网技术正在不断发展，也是今后电网发展的一个热门方向，随着技术的不断发展，微网对继保以及和继保与接线的配合研究也是今后一个重要的研究方向。
参考文献：
[1]陈庭记，程浩忠，何明，等．城市中压配电网接线模式研究[J]．电网技术，2000，24（9）：35-38．
[2]潘峰，汪利华，周敏，等．高中压配电网接线模式的综合评价方法[J]．电气应用，2010，29（5）：32-34．
[3]REBrown，L A A Freeman．Analyzing the reliability impact of distributed generation[C]//Power Engineering Society Summer Meeting． New York：IEEE，2001：1013-1018.
[4]缪源诚，程浩忠，等． 含微网的配电网接线模式探讨[J]．中国电机工程学报，2012，32（1）：17- 23．
论文作者:严志远1,黄志新2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/18
标签：接线论文; 模式论文; 母线论文; 电网论文; 可靠性论文; 负荷论文; 电源论文; 《电力设备》2018年第17期论文;