含分布式电源与充电站的配电网协调规划

方乐军

摘 要：分布式电源简称DG，就有能耗低，运用灵活等优势。在能源利用高度紧张的社会中备受关注。分布式电源与充电站在配电网中的接入，是实现配电网经济稳定运行的关键举措，在电力系统发展中发挥着重要的作用。而如何协调二者在配电网中的应用，是本文中研究的重点。基于此，本文将对含分布式电源与充电站的配电网协调规划进行研究。

关键词：分布式电源；充电站；配电网；协调规划

将分布式电源与充电站在配电网中进行协调规划，在供电企业中，现有的方式就是将分布式电源、充电站以及配电网架等进行统一划分。接下来进行选址定容，最后实现配电网架规划，在以上规划环节中，其中任何一种发生变化都会对规划结果产生影响。

1 含分布式电源与充电站的配电网协调规划模型

通过对配电网协调规划的模型进行研究，通过模型的数学含义分析规划细节。在实际的规划模型建立中需要投资成本、环境成本、运行维护成本、目标函数以及约束条件。

1.1 投资成本

在配电网规划中，投资成本并不是指对配电网架等方面进行费用投入，还涉及到很多内容，由于是分布式电源与充电站的配电网协调，因此还需要分别向分布式电源与充电站中投资。实际的投资成本环节中，所包含的内容比较多，例如路线、站建设以及电源安装等[ 1 ]。

第一，方案制定。对配电网进行整体调查，并制定出初步的方案，在方案中需要对不同的配电线路中所需要的费用进行规划。第二，确定总线路数量，并规划出新建线路方案。由于实际情况不同，因此还需要制定出不同的更换方案，例如需要设计出需要更换的总体线路。第三，计算出充电站的固定成本，在固定成本之上需要计算出充电站的可变成本，也就是说这部分可变成本能够针对线路改革，以及线路更新等进行随意更改。第四，确定分布式电源的节点总数，以及分布式电源的类型总数，并计算分布式电源的安装方案的单位容量成本。

1.2 环境成本

在环境成本分析中，需要对诸多问题进行综合分析，虽然电能是清洁能源，但是其应用到工业生产中，工业生产排放污染物等对环境带来直接影响，例如二氧化碳、二氧化硫以、一氧化碳等的排放。这些污染物排放环节中将会带来环境污染惩罚，因此需要对该部分的成本进行计算[ 2 ]。

在计算中，包含很多因素，例如发电技术种类数、污染物种类数、污染物的环境价值、单位污染物排放所造成的罚款金额、发电技术生产单位电量污染物排放，发电技术年发电量。计算表达式为：

1.3 运行维护成本

在运行维护成本中，包含了很多内容的成本，分别为风力发电成本、光伏成本、电动汽车充电站的年运行维护成本，此外，还有配电网的购买电能费用成本。

在上式中，Cco为充电站的单位容量年运行费用，Pbuy是配电网在上级电网中所购的有功功率，P为单价。

1.4 目标函数

目标函数的类型有多目标函数和单目标函数，为了便于计算与研究，主要对单目标函数进行研究。

但是目标函数的公式为：

在目标函数中，E为期望值，a为投资成本年平均系数，Y为设备的投资偿还期。

1.5 充电站充放电

在分布式电源与充电站的配电网协调规划下，对充电站的功率提高要求。国家电网统一规定，充电站需要实行集中充电，通一配送的模式。基于这样管理模式，能够在换电站中对大型的放电设施进行集中管理以及集中控制。在电动汽车的充电站中，需要对两种充电形式进行综合考虑。

第一，单向充电模式。单向的充电模式比较简单，当电网向充电站进行充电之后，能够满足电力设备的电池需求。但是充电站不能向电网中反向充电。

第二，双向充电模式。双向的充电模式是指，在满足电力设备的电源要求下，以及系统潮流约束后，充电站实现充电和放电功能。

2 用改进的遗传算法求解协调规划模型

2.1 随机潮流

采用随机潮流法对配电网的协调规划模型进行计算，对配电网中的节点电压和支路功率的概率分布进行分析，假设各个节点的功率都是相互独立，则节点功率方程和支路潮流方程为：S=f（X），Z=g（X）。

2.2 改进的遗传算法

在被改进的遗传算法中，以基因混合边的模式，对配电网协调规划模型进行求解，首先在该算法中，输入原始数据，对染色体进行混合编码，通过随机潮流计算和校验约束等模式，产生能够满足约束条件的初始种群。当种群数为1时，在算法中判断是否满足遗传终止条件，当满足条件时，输出。当不满足条件时，对个体的舒适度进行计算，然后精英策略保留，接下来进行轮盘赌选择操作，并进行自适应交叉和变异处理。在采取随机潮流计算，对个体的适应度进行重新计算，更新种群，种群数加1。

3 结论

本文对含分布式电源与充电站的配电网协调规划进行分析，建立含分布式电源与充电站的配电网协调规划模型，在该模型中主要包含了投资成本、环境成本、运行维护成本、目标函数以及约束条件等。

为了促进配电网的协调，提升适应力，用改进的遗传算法求解协调规划模型。

参考文献：

[1] 刘柏良，黄学良，李军，钱欣，程骏.含分布式电源及电动汽车充电站的配电网多目标规划研究[J].电网技术，2015，02：450-456.

[2] 麻秀范.含分布式电源的配电网规划与优化运行研究[D].华北电力大学，2013.