摘要：随着世界能源危机、环境问题的加剧，分布式电源技术的发展得到国家和供电企业越来越多的重视。与此同时，配电系统可靠性的研究也逐步成为研究的热点，其可靠性不仅与用户的生活息息相关，而且影响供电企业的经济效益。分布式电源接入配电系统后，会改变传统配电系统的结构、运行方式等，因此，准确评估计及分布式电源的配电系统的可靠性，为配电系统的规划、建设及运行提供理论支持，促进新能源的发展。
关键词：配电系统分布式电源可靠性评估
引言
配电系统发生故障或设备进行检修时，都会造成用户供电的中断，大量的研究得到：用户停电故障的是由配电系统的故障造成的，因此，对配电系统可靠性的研宄十分重要。准确评估计及分布式电源的配电系统的可靠性，可以为保证系统可靠持续供电提供依据，为分布式电源接入配电系统后的规划、建设及运行提供理论支持，对新能源的发展具有重要意义。
1分布式电源的分类和特点
按照不同的分类标准，可以将分布式电源分为多种类型。下面主要介绍按照所使用一次能源的类型对分布式电源的分类，小型风力发电机、光伏电池、微型燃气轮机以及燃料电池。
分布式电源因使用的能源清洁、体积较小、位置灵活等特性，相较于传统电源而言，具有下述特点和优势。
（1）经济性，分布式电源具有占地少、投资成本小、建设周期短、风险小的特点，分布式电源的并网可以减少对大型发电厂的投资。
（2）环保性，分布式电源采用风能、太阳能等清洁能源，既可以缓解煤、石油等化石燃料不足的压力，又可以大大减少粉尘等固体颗粒或者有害气体的排放，有利于环境保护；其就近供电可以减少大电网高压输电时的电磁污染，减少高压输电线的征地面积和线路走廊，
同时减少了对线路下树木的砍伐对环境保护有极大的促进作用。
（3）安全性和可靠性，由于特殊原因出现大面积停电时，距离负荷较近的分布式电源仍可以保持正常运行，可提高供电的安全性和可靠性。
2配电系统可靠性分析方法
配电系统可靠性评估的分析方法主要有两种：解析法和模拟法。目前，解析法和模拟法都各具特点，有各自不同的适用范围。在网络结构相对简单的小规模系统中，当系统的元件以及考虑的故障类型较少时，由于解析法所建立的数学模型相对较精确，分析过程中可以涵盖所有的故障类型且计算结果精度高，因此可以使用解析法来分析小型规模的系统可靠性。但是在网络结构较复杂的大规模系统中，元件数量众多，同时又要考虑多重故障的影响，若继续使用解析法将会大大地增大计算量，困难系数高，那么这时需要采用蒙特卡洛模拟法来评估系统的可靠性。此外，模拟法除了可以得到和解析法一样的可靠性指标等，还可以得到一些诸如变量的概率分布等信息，用以帮助工程人员制定准确的控制策略。
3计及分布式电源的配电系统可靠性分析
3.1分布式电源的接入形式与运行方式
分布式电源接入配电系统的形式、运行方式，为分布式电源并网后可靠性分析奠定基础。结合国内外对分布式电源接入配电系统的研宄，分布式电源接入配电系统主要有两种基本形式，接入配电系统后分布式电源的运行方式分为三种，下主要介绍分布式电源接入配电系统的两种接入方式及接入后的运行方式。
（1）分布式电源的接入形式
配电系统的主要结构是辐射形，分布式电源接入配电系统的电压等级一般是10kv-11kv。电压等级的不同时，配电系统的接线方式也会不尽相同。在实际中，分布式电源接入电力系统有两种基本形式：分布式电源可以通过配电系统的分支馈线分散接入系统中的各个负荷点，也可以通过低压母线集中接入到配电系统中。
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（2）分布式电源的运行方式
国内外对分布式电源运行方式的研究，将其运行方式主要划分为三种：[1]与系统电源并列运行；[2]作为系统电源的备用电源；[3]系统电源作为的备用电源。种方式各有特点，每种方式对配电系统供电可靠性的影响也都不尽相同，具体如下：
与系统电源并列运行时，配电系统由单一电源网络向多电源网络转化，提升了供电可靠性。采用此种运行方式，与系统电源可以互为备用，即故障，系统电源作为其备用电源继续为用户提供电能；系统电源故障，作为其备用电源继续为用户供给电能。同时，该运行方式有利于人们对风能、太阳能等可再生能源的重视，有效促进的发展，不会减少对传统电源的重视程度，可以达到双赢。
作为系统电源的备用电源时，系统电源仍处于主导地位，只有在系统或者网络发生故障时，才会启动向负荷点供电。采用此种运行方式，最关键的一点是的启动对系统供电可靠性的影响，如果的启动足够迅速并且与系统电源之间的配合相对协调，则可以提高供电可靠性，否则与系统电源无法协调运行，则会造成能源的浪费、甚至是严重的经济损失。系统电源作为的备用电源时，相当于是主电源，只有出力不足时系统电源才会投入使用，与当前各国以传统能源发电为主的趋势是相反的虽然被广泛研究，但是大量接入系统的技术仍不是很成熟，并且的出力木是很稳定，且投资比较大，若难以满足人们对高质电能的需要，此种方式在改善可靠性方面不存在优势。
3.2计及分布式电源的配电系统孤岛研究
孤岛是包含分布式电源的配电系统发生故障后，带部分负荷的分布式电源与配电网分离，分布式电源能够继续向独立电网供电，此时分布式电源与其所带的负荷形成的系统。由于配网发生故障时，分布式电源可以向部分负荷供电，因此，需要对计及分布式电源的配电系统故障后形成的孤岛进行研究。
（1）孤岛运行分类
孤岛运行方式分为计划孤岛运行和非计划孤岛运行两种。对于含分布式电源的配电系统的故障处理方式，孤岛运行是可以采取的一种有效途径。它不仅充分利用分布式发电的积极作用，并且通过科学的合理的规划，也能有效避免控制分布式发电对电力系统安全稳定的不利影响，对于提高电力系统高效稳定的运行有着重要意义。
（2）孤岛划分原则及模型
建立合理的孤岛模型，必须明确孤岛划分的原则，本文在孤岛划分时考虑到以下三个原则。
原则一：在保证不超出分布式电源发电容量的条件下，使孤岛范围内含有最多的负荷。
原则二：保证为级别重要的负荷优先供电。这点是对电力系统运行基本要求的体现，因为对一级负荷供电的中断，会造成设备损坏、人身事故，严重时会使人们生活发生混乱，必须保证对一级负荷的不间断供电，在划分孤岛范围时也应该考虑负荷的重要性。
原则三：保证了原则一和原则二，尽可能考虑离分布式电源距离近的负荷点。如果距离较远，可能会造成经济上的损失。
在满足上述三个原则的前提下，建立的孤岛划分模型就是满足孤岛范围内的有效负荷最大的要求，即成为解决最优化的问题。
4结语
伴随世界能源短缺和环境问题突出的压力，分布式电源技术被高度重视。分布式电源输出功率具有随机性、间歇性、不确定性等特点，其接入配电系统后，配电系统由单一电源网络向多电源网络转化，潮流不再是单向的，有双向潮流的出现，增加了配电系统可靠性研究的难度。因此，迫切需要建立提高配电系统可靠性精度并符合实际的可靠性模型，为含分布式电源的配电系统进行更为准确的评估。
参考文献：
[1]吴志山. 计及分布式电源和电动汽车的配电网供电可靠性评估[D].广东工业大学,2016.
[2] 安静. 计及分布式电源的配电系统可靠性评估[D].华北电力大学,2012.
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[4]肖春. 计及分布式电源的配电系统可靠性研究[D].太原理工大学,2014.
论文作者:1曾德毅,2王学斌,2张竞丹,2刘垣彤,2刘铁成
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/9/18
标签：电源论文; 分布式论文; 系统论文; 可靠性论文; 孤岛论文; 方式论文; 负荷论文; 《电力设备》2018年第14期论文;