分布式电源并网对配电网的影响与选址定容优化

马 松，聂 萌，甄 颖，郭航源，张 冰，田运涛

（国网菏泽供电公司，山东 菏泽 274000）

引言

随着新型发电技术的发展，分布式电源（DG）得到正式推广。分布式发电可降低环境污染，提高能源综合利用效率，且能提高配电系统的供电可靠性，灵活应对负荷不断增长的用电需求。但随着分布式电源渗透率的增长，DG并网会对配电网产生多方面影响，因此必须对其进行研究。

1 DG并网对配电网规划的影响

1）用户可根据需要安装并使用DG，供电时会与电力负荷抵消，影响电力负荷增长模型的构建，增加规划区的电力负荷预测难度。

2）多点受电影响原有配电网结构，需要重新设计配电网规划方案。

3）DG位置或容量不合理会导致配电网设备利用率下降、网损增加，降低电网的可靠性，直接影响到配电公司的经济效益。

4）DG接入配电网会改变故障特性，造成故障恢复延迟，一定程度上降低配电网供电可靠性。

5）大规模DG并网，使配电网规划考虑的节点数增加，寻找最优网络方案困难。

2 DG并网对配电网运行的影响

2.1 对电压质量的影响

1）电压波动。若并网DG与负荷不能相互协调配合，会引起系统电压波动。

2）谐波污染。逆变器等开关器件频繁动作会产生频率谐波分量，带来谐波污染。

3）电压偏移超标。DG并网后会使负荷节点的电压抬高，严重时导致一些节点电压超标。

4）电压闪变。DG运行受到天气、需求等多因素影响，不规则启停容易造成电压波动。

2.2 对可靠性的影响

DG并网能抵消部分负荷，提供电压支撑，提高电压调节能力；突发停电时，可作为备用电源，减少停电面积，提高系统可靠性。降低配电系统可靠性的途径有：DG与配电网的保护协调不当时，可造成保护误动作；故障时，DG和用户间形成非计划性孤岛；位置、容量等不合理会直接降低系统可靠性。

2.3 对继电保护的影响

DG并网对配网保护影响主要有以下几点：传统配电线路保护不具有方向性，DG接入使保护定值和保护机理变化；DG并网后，距离保护的测量阻抗变大，保护范围缩小[1]；DG接入配网后可能改变故障电流方向，造成相邻线路保护误动和故障线路保护误动、拒动；DG切除需在自动重合闸之前，否则会造成电弧重燃，重合闸失败，供电中断。

2.4 对网损的影响

DG并网后，可能增大或减少配电系统损耗，与并网位置和容量关联。DG接入位置靠近系统电源可改善系统电源与DG间支路的损耗；DG末端接入会增大邻近支路的线路损耗[2]。位置不变时，网络损耗会随着DG容量增大而先减后增。

3 分布式电源并网的选址定容优化

DG并网位置或容量不合理会造成配电可靠性降低、电能质量下降等，因此分析和研究配电网DG的选址定容问题十分重要。目前分别从优化目标与优化算法两方面研究[3]。DG并网选址定容优化过程如下页图1所示。

3.1 优化目标的确定

优化目标有单目标和多目标优化。通常可根据实际情况和需求建立多目标优化模型。但因子目标量纲不同，需无量纲化和加权，以转为单目标求解。多目标优化出现目标函数冲突或矛盾时，权重设置会更加复杂。多目标优化算法不进行权重设置，而是得到一组非劣帕累托最优解集，决策者再根据需要使用多属性决策方法从中选取一个理想解。

图1 DG并网选址定容优化过程

3.2 常见的优化算法

明确优化目标后需根据所建模型和实际需要选取合适的优化算法，常见算法分为传统数学算法和智能算法，各具特点，对比如表1所示。

4 结语

分布式电源并入配电网后，能够提升配电系统的可靠性，降低电网负荷等，但随着分布式电源大规模接入配电网，会对传统的配电网产生诸多不利的影响。本文针对分布式电源并网对配电网规划、运行和保护的影响进行了分析，进一步介绍了分布式电源并网选址定容的常用方法。

表1 常见的DG选址定容优化算法及其优缺点