分布式电源的配电网规划与优化运行

陈辰 朱逸超

摘 要：分布式电源指的是，没有与集中的电力系统进行连接的低等级电源，这种电源在产生电力能源的过程中，主要利用风能和太阳能。在进行分布式电源使用的过程中，会对配电网的建设，产生一定的影响。因此相关的人员必须采用双层规划的方法，对含有分布式电源的配电网进行优化配置，才能保证配电网在运行过程中，更加的安全稳定。在进行电源使用的过程中，会受到环境因素的影响，因为这种电源的特性比较复杂。在进行电源和网架规划协调的过程中，可以提高電力系统的运行稳定性。本文就分布式电源的配电网规划与优化运行进行相关的分析和探讨。

关键词：分布式电源;配电网规划;优化运行;分析探讨

在接入分布式电源之后，配电网的控制方式和结构，都会发生相应的变化。随着当前新能源的开发和利用，在进行分布式类型电源应用的过程中，建设的配电网规模变得越来越大。这种电源的应用，会对网络的运行，产生更大的影响。因此在进行电源使用的过程中，必须对电源的应用形式，进行准确的把握，才能对配电网进行优化配置，确保配电网的运行，更加的高效经济。电力企业在进行这种电源应用的过程中，也要采用综合管理方式，对电源的安装进行严格的控制，确保电源的安装，更加的科学合理[1]。

1分布式电源

分布式电源指功率为数千瓦到50MW小型模块式的独立电源，这些电源一般是电力部门、电力用户以及第三方，为了满足高峰期城市居民、商业区居民用电需求，在用户现场或者靠近用户现场安装比较小的发电机组，满足用户用电需求，同时支持现有配电网的运行要求。这种较小的发电机组有燃料电池、小型光伏发电、小型燃气轮机、燃气轮机和燃料电池混合装置。与传统的电源相比，分布式电源可以根据用户实际需求进行建设，降低电网建设的成本。分布式电源各个机组相互独立，可以根据电力用户的实际情况进行调节，一旦发生电力故障，只针对故障发电机组，不会影响到其他发电机组，因此电网运行安全性、可靠性高。其次，分布式电源可以弥补集中式发电的缺陷，为电力用户提供不间断供电。分布式电源的损耗比较低，它不需要建设配电站，避免配电网线路较长，增加线损率。

2分布式电源对配电网规划的影响

2.1配电网规划更加复杂

分布式电源对配电网规划的负荷预测、目标等方面造成一定的影响。对电力负荷预测负荷的影响：分布式电源可以满足部分偏远地区或者商业区用户需求，减少用户从配电网主网中的获电量，从而抵消电网负荷的增长。配电网的电力负荷预测是根据配电网的增长量，如果分布式电源抵消了配电网负荷的增长，则降低了配电网的预测准确性和可靠性;分布式电源对配电网规划目标的影响主要体现在传统的配电网主要考虑配电网建设投资和运营费用，分布式电源不仅要考虑到分布式电源的投资、运行费用、配电网的投资以及运行费用，如果配电网规划中考虑到分布式电源，则要考虑到配电网对分布式电源的容纳能力。由于分布式电源的分布不规律，负荷增长具有很大的随机性，增加了电网规划的难度;分布式电源影响到配电网规划的约束条件。配电网规划不仅要满足电力增长负荷要求，而且还要考虑到分布式电源功率需求，配电网的电源电压和分布式电源位置要相互协调，从而发挥分布式电源的优势;分布式电源对配电网规划策略影响。近年来，由于国家大力支持分布式能源的发展，导致大量的社会资金涌入到分布式电源行业，促进了我国分布式电源行业的发展。同时，导致分布式电源投资主体日益多元化，分布式电源计费和配电网的计费方式不同，在运营方面两者存在竞争关系，不同的利益主体则规划方案也不同。

2.2配电网运行模式的变化

配电网主要有架空线路、电力电缆、变压器、隔离开关、无功补偿装置等设备构成，配电网运行过程中受到电压、线路潮流、线路损耗等方面的影响，会产生的一定的线损率。

分布式电源并入到配电网系统中，配电网的结构和运行方式发生了变化，分布式电源和配电网主电源存在一定的差异，在分布式电源规划设计的时候，需要综合考虑到负荷曲线;所以分布式电源配电网采用双层规划，按照成本最低的原则，建立配电网负荷电源和分布式电源的运行时间、负荷曲线，从而计算机桩装机容量，这是第一层规划。然后将最低建设成本作为目标函数，确定分布式电源的配置和配电网的网络架构，这是第二层规划。双层规划是一种二层递阶结构，根据目标函数和约束条件进行上、下层决策，上层先给出一个决策变量，下层各个子系统根据这个决策变量作为参量，然后根据目标函数和约束条件，在一个可能的范围计算出最佳结果，然后将这个最佳结果反馈给最上层，在这个基础上求得最佳值。

3分布式电源的配电网优化运行

3.1接入方式管理

以光伏发电为例，目前分布式光伏并网方式可分为全部上网、全部自用、自发自用余电上网3种。宁波市镇海地区基本上都采用自发自用余电上网的方式。在分布式电源接入配电网的过程中，调控机构应参与审查分布式电源接入系统方案，对短路电流、无功平衡、一次接线方式、主要设备选型、涉网继电保护及安全自动装置配置、调度自动化与安全防护等内容进行检查，并与用户签订并网调度协议，经调试满足并网运行条件后方可并网运行。分布式电源接入配电网自动化系统的配置原则为：10～35kV接入的分布式电源，应能够实时采集并网设备状态、并网点电压、电流、有功功率、无功功率和发电量等并网运行信息，并能上传至相关电网调度部门;其电能量计量、并网设备状态等信息应能够按要求采集、上传至相关营销部门。目前，某地区10kV分布式电源并网后，所采用的主要通信方式为无线方式，经调度安全接入区接入各级调度自动化。在并网装置上，兼顾安全性和经济性，融合保护、测控、电能质量监测、规约转换、远动功能、信息加密等功能，信息上送支持不同种类的有线方式和不同运营商提供的无线方式。

3.2故障处理管理

配电自动化系统传统故障处理策略对分布式电源的接入有很大的适应范围，并且电缆馈线比架空馈线的适应范围大，逆变器并网型分布式电源比电机并网型分布式电源的适应性强。因此，对于以光伏接入为主，且分布式电源容量不是很大的配电网，不需要更改配电自动化的故障判断逻辑;对于风电、水电等电机并网型为主的配电网，可考虑整定变电站侧10kV馈线开关的重合闸时间（>2s）来保证传统故障处理逻辑不受分布式电源的影响。

3.3电能质量管理

分布式电源用户在规划设计时，应考虑安装消谐装置，尽量减少谐波电流。在接入电网前，应对公共连接点的谐波电流、电压偏差、三相电压不平衡度进行检测满足规定标准后方可投入运行。

4结语

分布式电源接入配电网对电能质量、网损故障处理等多方面均有影响，需要针对各个方面制定全面的管理措施。10kV分布式电源的接入可通过无线方式，应在满足电力监控系统安全防护方案的前提下，制定无线接入流程，保证厂站与配电自动化系统之间的通信。分布式电源的接入在不同的条件下对负荷预测的准确率会产生不同的影响，通过分析，我们可以制定出通过控制分布式电源发电计划来提高负荷预测准确率的方案。对于分布式电源容量较大的配电网，在不改变配电自动化传统故障判别逻辑的基础上，可通过重新整定重合闸时间的方式来确保故障处理的准确性。在分布式电源接入电网时制定相应标准来减少其对系统电压、谐波的影响。

参考文献

[1]刘健，张志华，黄炜，魏昊焜.分布式电源接入对配电网故障定位及电压质量的影响分析[J].电力建设，2015，36（1）：115-121.

[2]陈国恩，张磊，王跃强.分布式电源智能调控系统研究与实践[J].电气技术，2016（3）：90-93.

[3]王宏业.探讨考虑分布式电源的配电网规划[J].通信世界，2014（3）：154-155.