分布式电源对配电网供电可靠性的影响及接入优化研究

杨海森（中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，510663）



分布式电源对配电网供电可靠性的影响及接入优化研究

杨海森
（中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，510663）

分布式电源接入对配电网供电可靠性的影响是目前供电企业研究的主要问题，分布式电源技术在我国起步较晚，仍旧属于新型技术。在发挥着重要作用的同时，也存在一些问题。本文对分布式发电技术进行了分析，并研究了对配电网供电可靠性的影响，同时对接入优化展开了相关的研究。

分布式电源；配电网；供电可靠性；接入优化

0　引言

目前，分布式发电技术在我国有着广泛的运用，可以利用大量的再生资源进行放电。随着我国经济的不断发展，电力在人们的日常生活中发挥了重要的作用。从我国的情况来看，发电大多是依靠煤炭、天然气、石头等化工燃料，这些原材料都属于不可再生资源，长期使用必然会导致资源枯竭。另一方面，这些材料在燃烧后产生的废物会对环境造成极大的危害，而我国近年来一直提倡和环境协调发展。随着时代的发展，人们对电力的需求不断增长，发电量也不断增加，生态环境面临着严重的威胁。基于此，分布式发电技术体现了其优点，环保且节能。但同时，这种分布式发电技术也有着不稳定的特点。因此，需要展开针对性的研究，优化分布式电源的配电网接入，提高配电网的供电稳定性。

1　分布式电源接入对配电网供电可靠性的影响

目前，我国的分布式电源采用的发电方式大多是利用风能和太阳能。而分布式电源的接入使得配电网在供电中出现了不稳定的情况，主要原因是在分布式发电系统中，随机性较强，导致配电网系统在潮流、电能质量、继电保护方面出现问题。

1.1对供电可靠性的影响。对于电力企业来说，供电的可靠性是企业发展的根本，直接关系到企业在消费者心目中的形象。配电网是整个电力系统的核心，主要的作用是为用户配送电力，但是由于配电网是一个网状的结构，分支较多，这也导致配电网故障频发。这也是目前供电企业重视配电网供电可靠性的原因之一。

当分布式电源接入到配电网中后，会对整个电力系统造成一定的影响，可靠性会相应的发生变化。在传统的配电系统中，当配电网中的某个支路出现的故障，整个配电网都会被迫停止，对供电企业的发展造成了严重的影响。但是在目前，通过分布式发电技术的应用，即使配电网中的某个支路出现的故障，也不会影响到整个配电网的正常运行，这种运行方式被称作孤岛运行。当分布式电源接入到配电网中后，为配电网的局部电压提供了保障，这是因为在支路出现故障问题后，会增加配电网的负荷，此时分布式电源会形成孤岛运行的模式，保证配电网的正常运行。但是这种情况也存在一定的弊端，会导致发电电压、频率出现不稳定的现象，对一些高精度仪器可能造成损坏或故障，从而影响到配电网的可靠性。

1.2配电网系统潮流特性。目前，当分布式电源接入到配电网中后，会形成一个环网的结构。此时，配电系统中存在两个电源共同供电，而且，在发生故障时，整个配电网络已经不是无源网络，分布式电源此时可以作为系统的电源，从而消除一部分负荷。这样也会改变配电熊的潮流特性与损耗程度。但是这种改变既可能降低网络的损耗幅度，也可能增加网络的损耗幅度，具体的情况要根据分布式电源的插入位置以及负荷大小进行分析。

在配电网出现故障之后，分布式电源会转换到孤岛模式运行，它接入点处所承受的负荷不小于此处的负荷时，会一定程度上降低网络的损耗，此时也不会改变线路的潮流流向；但是当承受的负荷比故障处的负荷小时，反而会增加配电网的网络损耗，同时还会导致潮流初夏你行的情况。综合考虑之下，可以得出，分布式电源对配电网供电可靠性有着不稳定的影响。

1.3对电能质量的影响。当分布式电源接入到配电网中后，会对配电网中电能的性质产生一定的影响。这主要是因为在分布式电源接入后，会在配电网中产生谐波，导致电压产生波动，原本的辐射状会转变为网状。在辐射状的配电网中，电压会随着配电网潮流的下降会逐渐的增强。但是当分布式电源接入到配电网中后，配电系统会转变为网状，当系统中出现故障后，分布式电源能够消除一部分的负荷，减少线路的负荷量，传输功率也会相应的降低，配电网中各个节点的电压就会发生变化。当分布式电源接入处的负荷较大时，它就可以降低配电网故障中穿的负荷，减少线路的负担，从而达到降低电压波动的目的；如果接入处的负荷不大，那么分布式电源就难以承担配电网中的负荷，无法有效降低线路的负荷，从而导致配电网中电压不稳定或上升的情况。

此外，分布式电源在接入配电网后，还会产生谐波。从分布式电源的特性来看，其原本就是一个谐波源。当它接入到配电网中后，会和原本供电电源中存在的谐波相互影响。在这种情况下，配电网会受到较大的影响，直接影响到供电可靠性。

1.4对继电保护装置的影响。当分布式电源接入到配电网之后，还充当了继电保护的作用，可以充当电源的作用。但是，当配电网中出现故障时，由于分布式电源的存在，会引发双向故障电流，对配电网中机电保护装置的灵敏性造成影响，严重影响了配电网供电的稳定性，不利于电力企业的发展。

2　分布式电源接入配电网优化

遗传算法是在生物界规律以及自然遗传机制上总结出的一套随机搜索算法，在规划、可靠性评估等多方面有着广发的运用。本文采用的是改进遗传算法对分布式电源的优化配置进行计算。在应用标准遗传哪算法的基础上，进行了保留策略，将上一代种群中的优秀个体直接复制到本带中，和选择操作配合使用，同时运用了改进自适应交叉、变异算子。

通过遗传算法，可以对分布式电源接入配电网进行优化，具体的步骤如下图1所示：

首先，输入相关的原始数据，对分布式电源的位置以及容量进行编码。在本文中，假设已经经过分布式电源安装位置的优选原则，将分布式电源的决策变量用X=｛X1，X2，……Xi｝表示。假设Pdgi=XiPr，其中，Xi指的是决策变量。如果Xi的值为0，说明在节点i上没有安装分布式电源；如果Xi的值显示为1，则证明在节点i上准备安装分布式电源，电源的容量Pr为1·Pr。

其次，初始化种群，根据初始种群的数据进行随机潮流计算。去除不满足约束条件的张群，最终选出满足条件的数个种群。

第三，对个体的适应度进行计算。保留初代种群，将多个较为优秀的个体不经过较差、变异算子直接复制到下一代。

第四，采用轮盘赌选择的算子进行选择操作，在选择后再进行自适应较差、多变异位自适应变异操作，同时对随机潮流进行计算，仍旧去除不符合约束条件的种群，获得全新的种群，并在此对个体的适应度进行计算。

第五，重复以上两个步骤，直到达到最大迭代次数。

3　结语

分布式电源的接入对于配电网来说具有两面性的特点。一方面，它所需的成本较低，主要通过太阳能和风能进行发电，能够大大降低传统发电技术对环境的危害；但另一方面，在分布式电源的作用下，配电网呈现出较强的波动性与随机性，在潮流、电能质量、继电保护方面都出现了一定的问题。因此，必须要加强分布式电源对配电网供电可靠性的研究，针对性的完善目前存在的问题。此外，本文还对分布式电源接入优化进行了研究，通过遗传算法，保证了配电网中分布式电源的良好优化，增强了分布式电源的使用效果。

［1］ 雷振，韦钢，蔡阳，言大伟.分布式电源大量接入对配电网可靠性评估的影响［J］.能源技术经济，2011，06：25-30.

［2］ 侯汝锋，陈志钊，吴轲.分布式电源接入电网的孤岛划分策略及其对配电网供电可靠性的影响评估［J］.广东电力，2012，01：64-69.

［3］ 侯奎迎.谈分布式电源入网对配电网供电可靠性的影响［J］.电子测试，2016，07：89-90.

Influence of distributed generation on power supply reliability of distribution network and its access optimization

Yang Haisen
（China Energy Construction Group Guangdong Electric Power Design & Research Institute Co.， Ltd. 510663）

The influence of distributed generation on power supply reliability of distribution network is the main problem in the research of power supply enterprises.The distributed power supply technology in our country started late，still belongs to the new technology.While playing an important role，there are also some problems.In this paper，the distributed generation technology is analyzed，and the influence of the power supply reliability of the distribution network is studied.

distributed generation；distribution network；power supply reliability；access optimization

图1　分布式电源优化模型算法